Infiltration of polymer hole-conductor into mesoporous titania structures for solid-state dye-sensitized solar cells

ACS Applied Materials and Interfaces

Volumn 5, Issue 3, 2013, Pages 719-729

  Rawolle, Monika ^a   Sarkar, Kuhu ^a   Niedermeier, Martin A ^a   Schindler, Markus ^a   Lellig, Philipp ^b   Gutmann, Jochen S ^b   Moulin, Jean François ^c   Haese Seiller, Martin ^c   Wochnik, Angela S ^d   Scheu, Christina ^d   Müller Buschbaum, Peter ^a  

^a TECHNICAL UNIVERSITY OF MUNICH   (Germany)

^b MAX PLANCK INSTITUTE FOR POLYMER RESEARCH   (Germany)

^c INSTITUTE OF MATERIALS RESEARCH   (Germany)

^d UNIVERSITY OF MUNICH   (Germany)

Author keywords

filling ratio; GISANS; mesoporous nanostructure; P3HT; solid state dye sensitized solar cells; titania

Indexed keywords

FILLING RATIO; GISANS; MESOPOROUS; P3HT; SOLID-STATE DYE-SENSITIZED SOLAR CELLS; TITANIA;

COATINGS; CONDUCTING POLYMERS; MOLECULAR STRUCTURE; NANOSTRUCTURED MATERIALS; NANOSTRUCTURES; NEUTRON SCATTERING; PARTICLES (PARTICULATE MATTER); PORE SIZE; SCANNING ELECTRON MICROSCOPY; SOLAR CELLS; SPIN COATING; TITANIUM DIOXIDE;

FILLING;

EID: 84873690003     PISSN: 19448244     EISSN: 19448252     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/am302255c     Document Type: Article

References (79)

1. O'Regan, B.; Grätzel, M. Nature 1991, 353, 737-740
2. Grätzel, M. J. Photochem. Photobiol., C 2003, 4, 145-153
3. Hardin, B. E.; Snaith, H. J.; McGehee, M. D. Nat. Photonics 2012, 6, 162-169
4. International Energy Agency (IEA). Technology Roadmap-Solar Photovoltaic Energy, 2010.
5. Hagen, J.; Schaffrath, W.; Otschik, P.; Fink, R.; Bacher, A.; Schmidt, H.-W.; Haarer, D. Synth. Met. 1997, 89, 215-220
6. Schmidt-Mende, L.; Grätzel, M. Thin Solid Films 2006, 500, 296-301
7. Snaith, H. J.; Humphry-Baker, R.; Chen, P.; Cesar, I.; Zakeeruddin, S. M.; Grätzel, M. Nanotechnology 2008, 19, 424003
8. Snaith, H. J.; Schmidt-Mende, L. Adv. Mater. 2007, 19, 3187-3200
9. Kroeze, J. E.; Hirata, N.; Schmidt-Mende, L.; Orizu, C.; Ogier, S. D.; Carr, K.; Grätzel, M.; Durrant, J. R. Adv. Funct. Mater. 2006, 16, 1832-1838
10. Bartholomew, G. P.; Heeger, A. J. Adv. Funct. Mater. 2005, 15, 677-682
11. Coakley, K. M.; Liu, Y.; McGehee, M. D.; Frindell, K. L.; Stucky, G. D. Adv. Funct. Mater. 2003, 13, 301-306
12. Coakley, K. M.; McGehee, M. D. Appl. Phys. Lett. 2003, 83, 3380-3382
13. Coakley, K. M.; Srinivasan, B. S.; Ziebarth, J. M.; Goh, C.; Liu, Y.; McGehee, M. D. Adv. Funct. Mater. 2005, 15, 1927-1932
14. De Sio, A.; Madena, T.; Huber, R.; Parisi, J.; Neyshtadt, S.; Deschler, F.; Da Combo, E.; Esposito, S.; von Hauff, E. Sol. Energy Sol. Cells 2011, 95, 3536-3542
15. Chen, X.; Mao, S. S. Chem. Rev. 2007, 107, 2891-2959
16. Barbé, C. J.; Arendse, F.; Comte, P.; Jirousek, M.; Lenzmann, F.; Shklover, V.; Grätzel, M. J. Am. Ceram. Soc. 1997, 80, 3157-3171
17. Ahmed, S.; Du Pasquier, A.; Birnie, D. P.; Asefa, T. ACS Appl. Mater. Interfaces 2011, 3, 3002-3010
18. Lee, K. S.; Kwon, J.; Im, J. H.; Lee, C. R.; Park, N.-G.; Park, J.-H. ACS Appl. Mater. Interfaces 2012, 4, 4164-4168
19. Ghosh, R.; Brennaman, M. K.; Uher, T.; Ok, M.-R.; Samulski, E. T.; McNeil, L. E.; Meyer, T. J.; Lopez, R. ACS Appl. Mater. Interfaces 2011, 3, 3929-3935
20. Ameen, S.; Akhtar, M. S.; Song, M.; Shin, H. S. ACS Appl. Mater. Interfaces 2012, 4, 4405-4412
21. Williams, V. O.; Jeong, N. C.; Prasittichai, C.; Farha, O. K.; Pellin, M., J.; Hupp, J. T. ACS Nano 2012, 6, 6185-6196
22. Sessolo, M.; Bolink, H. J. Adv. Mater. 2011, 23, 1829-1845
23. Sanchez, C.; Boissière, C.; Grosso, D.; Laberty, C.; Nicole, L. Chem. Mater. 2008, 20, 682-737
24. Kettunen, M.; Silvenoinen, R. J.; Houbenov, N.; Nykänen, A.; Ruokolainen, J.; Sainio, J.; Pore, V.; Kemell, M.; Ankerfors, M.; Lindström, T.; Ritala, M.; Ras, R. H. A.; Ikkala, O. Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 510-517
25. Wessel, C.; Ostermann, R.; Dersch, R.; Smarsly, B. M. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 362-372
26. Kim, M. H.; Baik, J. M.; Zhang, J.; Larson, C.; Li, Y.; Stucky, G. D.; Moskovits, M.; Wodtke, A. M. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 10697-10702
27. Mor, G. K.; Varghese, O. K.; Paulose, M.; Shankar, K.; Grimes, C. A. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2006, 90, 2011-2075
28. Roy, P.; Berger, S.; Schmuki, P. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 2904-2939
29. Weickert, J.; Palumbiny, C.; Nedelcu, M.; Bein, T.; Schmidt-Mende, L. Chem. Mater. 2011, 23, 155-162
30. Caruso, F.; Shi, X.; Caruso, R. A.; Susha, A. Adv. Mater. 2001, 13, 740-744
31. Cölfen, H.; Antonietti, M. Angew. Chem., Int. Ed. 2005, 44, 5576-5591
32. Crepaldi, E. L.; Soler-Illia, G. J. de A. A.; Grosso, D.; Cagnol, F.; Ribot, F.; Sanchez, C. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 9770-9786
33. Orilall, M. C.; Wiesner, U. Chem. Soc. Rev. 2011, 40, 520-535
34. Rawolle, M.; Braden, E. V.; Niedermeier, M. A.; Magerl, D.; Sarkar, K.; Fröschl, T.; Hüsing, N.; Perlich, J.; Müller-Buschbaum, P. ChemPhysChem 2012, 13, 2412-2417
35. Rauda, I. E.; Buonsanti, R.; Saldarriaga-Lopez, L. C.; Benjauthrit, K.; Schelhas, L. T.; Stefik, M.; Augustyn, V.; Ko, J.; Wiesner, U.; Milliron, D. J.; Tolbert, S. H. ACS Nano 2012, 6, 6386-6399
36. Rawolle, M.; Niedermeier, M. A.; Kaune, G.; Perlich, J.; Lellig, P.; Memesa, M.; Cheng, Y.-J.; Gutmann, J. S.; Müller-Buschbaum, P. Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 5131-5142
37. Stefik, M.; Lee, J.; Wiesner, U. Chem. Commun. 2009, 2532-2534
38. Cheng, Y.-J.; Gutmann, J. S. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 4658-4674
39. Yu, K.; Eisenberg, A. Macromolecules 1996, 29, 6359-6361
40. Zhang, Y.; Tan, H.; Li, H.; Liu, Y.-Q.; Kartawidjaja, F. C.; Yang, Z.-C.; Wang, J. Chem. Mater. 2011, 23, 2745-2752
41. Niedermeier, M. A.; Magerl, D.; Zhong, Q.; Nathan, A.; Körstgens, V.; Perlich, J.; Roth, S. V.; Müller-Buschbaum, P. Nanotechnology 2012, 23, 145602
42. Fuertes, M. C.; Soler-Illia, G. J. A. A. Chem. Mater. 2006, 18, 2109-2117
43. Koganti, V. R.; Dunphy, D.; Gowrishankar, V.; McGehee, M. D.; Li, X.; Wang, J.; Rankin, S. E. Nano Lett. 2006, 6, 2567-2570
44. Nedelcu, M.; Lee, J.; Crossland, E. J. W.; Warren, S. C.; Orilall, M. C.; Guldin, S.; Hüttner, S.; Ducati, C.; Eder, D.; Wiesner, U.; Steiner, U.; Snaith, H. J. Soft Matter 2009, 5, 134-139
45. Andreasen, J. W.; Jorgensen, M.; Krebs, F., C. Macromolecules 2007, 40, 7758-7762
46. Ruderer, M. A.; Müller-Buschbaum, P. Soft Matter 2011, 7, 5482-5493
47. Förster, S.; Timmann, A.; Konrad, M.; Schellbach, C.; Meyer, A.; Funari, S. S.; Mulvaney, P.; Knott, R. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 1347-1360
48. Kaune, G.; Ruderer, M. A.; Metwalli, E.; Wang, W.; Couet, S.; Schlage, K.; Röhlsberger, R.; Roth, S. V.; Müller-Buschbaum, P. ACS Appl. Mater. Interfaces 2009, 1, 353-360
49. Fischereder, A.; Rath, T.; Haas, W.; Amenitsch, H.; Schenk, D.; Zankel, A.; Saf, R.; Hofer, F.; Trimmel, G. ACS Appl. Mater. Interfaces 2012, 4, 382-390
50. Salditt, T.; Brotons, G. Anal. Bioanal. Chem. 2004, 379, 960-973
51. Wolff, M.; Magerl, A.; Zabel, H. Eur. Phys. J. E 2005, 16, 141-145
52. Penfold, J.; Ward, R. C.; Williams, W. G. J. Phys. E.: Sci. Instrum. 1987, 20, 1411-1417
53. Karim, A.; Arendt, B. H.; Goyette, R.; Huang, Y. Y.; Kleb, R.; Felcher, G. P. Phys. B 1991, 173, 17-24
54. Bucknall, D. G.; Butler, S. A.; Higgins, J. S. J. Phys. Chem. Solids 1999, 60, 1273-1277
55. Gutberlet, T.; Steitz, R.; Fragneto, G.; Klösgen, B. J. Phys.: Condens. Matter 2004, 16, S2469-S2476
56. Felcher, G. P.; te Velthuis, S. G. E. Appl. Surf. Sci. 2001, 182, 209-215
57. Lee, W.-T.; Klose, F.; Yin, H. Q.; Toperverg, B. P. Phys. B 2003, 335, 77-81
58. Ott, F.; Menelle, A.; Fermon, C.; Humbert, P. Phys. B 2000, 283, 418-421
59. Salditt, T.; Münster, C.; Mennicke, U.; Ollinger, C.; Fragneto, G. Langmuir 2003, 19, 7703-7711
60. Müller-Buschbaum, P.; Metwalli, E.; Moulin, J.-F.; Kudryashov, V.; Haese-Seiller, M.; Kampmann, R. Eur. Phys. J. Spec. Top. 2009, 167, 107-112
61. Kreuzpaintner, W.; Moulin, J.-F.; Lott, D.; Kampmann, R.; Haese-Seiller, M.; Störmer, M.; Schreyer, A. Eur. Phys. J. Spec. Top. 2009, 167, 73-79
62. Kaune, G.; Haese-Seiller, M.; Kampmann, R.; Moulin, J.-F.; Zhong, Q.; Müller-Buschbaum, P. J. Polym. Sci. B: Polym. Phys. 2010, 48, 1628-1635
63. Müller-Buschbaum, P.; Schulz, L.; Metwalli, E.; Moulin, J.-F.; Cubitt, R. Langmuir 2008, 24, 7639-7644
64. Kerscher, M.; Busch, P.; Mattauch, S.; Frielinghaus, H.; Richter, D.; Belushkin, M.; Gompper, G. Phys. Rev. E 2011, 83, 030401(R)
65. Lellig, P.; Niedermeier, M. A.; Rawolle, M.; Meister, M.; Laquai, F.; Müller-Buschbaum, P.; Gutmann, J. S. Phys. Chem. Chem. Phys. 2012, 14, 1607-1613
66. Yu, H.; Zhang, S.; Zhao, H.; Will, G.; Liu, P. Electrochim. Acta 2009, 54, 1319-1324
67. Müller-Buschbaum, P. Eur. Phys. J. E 2003, 12, 443-448
68. Rawolle, M.; Ruderer, M. A.; Prams, S. M.; Zhong, Q.; Magerl, D.; Perlich, J.; Roth, S. V.; Lellig, P.; Gutmann, J. S.; Müller-Buschbaum, P. Small 2011, 7, 884-891
69. Kaune, G.; Memesa, M.; Meier, R.; Ruderer, M. A.; Diethert, A.; Roth, S. V.; D'Acunzi, M.; Gutmann, J. S.; Müller-Buschbaum, P. ACS Appl. Mater. Interfaces 2009, 1, 2862-2869
70. Lal, J.; Gilbert, E. P.; Auvray, L. Phys. A 2002, 304, 244-248
71. Parratt, L. G. Phys. Rev. 1954, 95, 359-369
72. Strecker, A.; Salzberger, U.; Mayer, J. Prakt. Metallogr. 1993, 30, 482
73. Kampmann, R.; Haese-Seiller, M.; Kudryashov, V.; Deriglazov, V.; Tristl, M.; Daniel, Ch.; Toperverg, B.; Schreyer, A.; Sackmann, E. Phys. B 2004, 350, e763-e766
74. Kampmann, R.; Haese-Seiller, M.; Kudryashov, V.; Nickel, B.; Daniel, C.; Fenzl, W.; Schreyer, A.; Sackmann, E.; Rädler, J. Phys. B 2006, 385-386, 1161-1163
75. Kampann, R.; Marmotti, M.; Haese-Seiller, M.; Kudryashov, V. Nucl. Instrum. Methods A 2004, 529, 342-347
76. Yoneda, Y. Phys. Rev. 1963, 131, 2010-2013
77. Sinha, S. K.; Sirota, E. B.; Garoff, S.; Stanley, H. B. Phys. Rev. B 1988, 38, 2297-2312
78. Dosch, H.; Batterman, B. W.; Wack, D. C. Phys. Rev. Lett. 1986, 56, 1144-1147
79. Lazzari, R. J. Appl. Crystallogr. 2002, 35, 406-421