Atomic-scale observation of multiconformational binding and energy level alignment of ruthenium-based photosensitizers on TiO2 anatase

Nano Letters

Volumn 14, Issue 2, 2014, Pages 563-569

  Kley, Christopher S ^a   Dette, Christian ^a   Rinke, Gordon ^a   Patrick, Christopher E ^b   Čechal, Jan ^a   Jung, Soon Jung ^a   Baur, Markus ^c   Dürr, Michael ^c   Rauschenbach, Stephan ^a   Giustino, Feliciano ^b   Stepanow, Sebastian ^a,d   Kern, Klaus ^a,e  

^a MAX PLANCK INSTITUT FÜR FESTKÖRPERFORSCHUNG   (Germany)

^b UNIVERSITY OF OXFORD   (United Kingdom)

^c JUSTUS LIEBIG UNIVERSITY   (Germany)

^d ETH ZURICH   (Switzerland)

^e EPFL   (Switzerland)

Author keywords

Chromophore semiconductor interface; density functional theory; dye sensitized solar cells; energy level alignment; scanning tunnelling microscopy and spectroscopy

Indexed keywords

EID: 84894170339     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/nl403717d     Document Type: Article

References (50)

1. O'Regan, B.; Grätzel, M. Nature 1991, 353, 737-740
2. Hardin, B. E.; Snaith, H. J.; McGehee, M. D. Nat. Photonics 2012, 6, 162-169
3. Koops, S. E.; O'Regan, B. C.; Barnes, P. R. F.; Durrant, J. R. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 4808-4818
4. De Angelis, F.; Fantacci, S.; Selloni, A.; Grätzel, M.; Nazeeruddin, M. K. Nano Lett. 2007, 7, 3189-3195
5. Murakoshi, K.; Kano, G.; Wada, Y.; Yanagida, S.; Miyazaki, H.; Matsumoto, M.; Murasawa, J. J. Electroanal. Chem. 1995, 396, 27-34
6. Mann, J. R.; Gannon, M. K.; Fitzgibbons, T. C.; Detty, M. R.; Watson, D. F. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 13057-13061
7. Sasahara, A.; Fujio, K.; Koide, N.; Han, L.; Onishi, H. Surf. Sci. 2010, 604, 106-110
8. Wenger, B.; Grätzel, M.; Moser, J. E. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 12150-12151
9. Zhang, S.; Yang, X.; Numata, Y.; Han, L. Energy Environ. Sci. 2013, 6, 1443-1464
10. Watson, D. F.; Meyer, G. J. Annu. Rev. Phys. Chem. 2005, 56, 119-156
11. Pellnor, M.; Myllyperkiö, P.; Korppi-Tommola, J.; Yartsev, A.; Sundström, V. Chem. Phys. Lett. 2008, 462, 205-208
12. Teuscher, J.; Decoppet, J. D.; Punzi, A.; Zakeeruddin, S. M.; Moser, J. E.; Grätzel, M. J. Phys. Chem. Lett. 2012, 3, 3786-3790
13. Barbé, C. J.; Arendse, F.; Comte, P.; Jirousek, M.; Lenzmann, F.; Shklover, V.; Grätzel, M. J. Am. Ceram. Soc. 1997, 12, 3157-3171
14. Hebenstreit, W.; Ruzycki, N.; Herman, G. S.; Gao, Y.; Diebold, U. Phys. Rev. B 2000, 62, 16334
15. Nazeeruddin, M. K.; Kay, A.; Rodicio, I.; Humphry-Baker, R.; Mueller, E.; Liska, P.; Vlachopoulos, N.; Graetzel, M. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 6382-6390
16. Hagfeldt, A.; Grätzel, M. Acc. Chem. Res. 2000, 33, 269-277
17. Nazeeruddin, M. K.; Zakeeruddin, S. M.; Humphry-Baker, R.; Jirousek, M.; Liska, P.; Vlachopoulos, N.; Shklover, V.; Fischer, C. H.; Grätzel, M. Inorg. Chem. 1999, 38, 6298-6305
18. Nazeeruddin, M. K.; Pechy, P.; Renouard, T.; Zakeeruddin, S. M.; Humphry-Baker, R.; Comte, P.; Liska, P.; Cevey, L.; Costa, E.; Shklover, V.; Spiccia, L.; Deacon, G. B.; Bignozzi, C. A.; Graetzel, M. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 1613-1624
19. Sasahara, A.; Pang, C. L.; Onishi, H. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 4751-4755
20. Mayor, L. C.; Ben Taylor, J.; Magnano, G.; Rienzo, A.; Satterley, C. J.; O'Shea, J. N.; Schnadt, J. J. Chem. Phys. 2008, 129, 114701
21. Hugot-Le Goff, A.; Falaras, P. J. Electrochem. Soc. 1995, 142, 38-41
22. Falaras, P.; Grätzel, M.; Hugot-Le Goff, A.; Nazeeruddin, M.; Vrachnou, E. Electrochem. Soc. Lett. 1993, 140, 92-94
23. Haukka, M.; Hirva, P. Surf. Sci. 2002, 511, 373-378
24. Deacon, G. B.; Phillips, R. J. Coord. Chem. Rev. 1980, 33, 227
25. Finnie, K. S.; Bartlett, J. R.; Woolfrey, J. L. Langmuir 1998, 14, 2744-2749
26. Nazeeruddin, M. K.; Humphry-Baker, R.; Liska, P.; Grätzel, M. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 8981-8987
27. Rensmo, H.; Westermark, K.; Sodergren, S.; Kohle, O.; Persson, P.; Lunell, S.; Siegbahn, H. J. Chem. Phys. 1999, 111, 2744-2750
28. Schiffmann, F.; VandeVondele, J.; Hutter, J.; Wirz, R.; Urakawa, A.; Baiker, A. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 8398-8404
29. Patrick, C. E.; Giustino, F. Phys. Rev. B 2011, 84, 085330
30. De Angelis, F.; Fantacci, S.; Selloni, A.; Nazeeruddin, M. K.; Grätzel, M. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 6054-6061
31. Zuleta, M.; Edvinsson, T.; Yu, S.; Ahmadi, S.; Boschloo, G.; Gothelid, M.; Hagfeldt, A. Phys. Chem. Chem. Phys. 2012, 14, 10780-10788
32. Pastore, M.; De Angelis, F. J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4, 956-974
33. Hara, K.; Sato, T.; Katoh, R.; Furube, A.; Ohga, Y.; Shinpo, A.; Suga, S.; Sayama, K.; Sugihara, H.; Arakawa, H. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 597-606
34. Rauschenbach, S.; Vogelgesang, R.; Malinowski, N.; Gerlach, J. W.; Benyoucef, M.; Costantini, G.; Deng, Z.; Thontasen, N.; Kern, K. ACS Nano 2009, 3, 2901-2910
35. Kahle, S.; Deng, Z.; Malinowski, N.; Tonnoir, C.; Forment-Aliaga, A.; Thontasen, N.; Rinke, G.; Le, D.; Turkowski, V.; Rahman, T. S.; Rauschenbach, S.; Ternes, M.; Kern, K. Nano Lett. 2012, 12, 518-521
36. Gebhardt, C. R.; Tomsic, A.; Schröder, H.; Dürr, M.; Kompa, K. L. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 4162-4165
37. Gong, X.-Q.; Selloni, A.; Batzill, M.; Diebold, U. Nat. Mater. 2006, 5, 665-670
38. Schnadt, J.; Bruhwiler, P. A.; Patthey, L.; O'Shea, J. N.; Sodergren, S.; Odelius, M.; Ahuja, R.; Karis, O.; Bassler, M.; Persson, P.; Siegbahn, H.; Lunell, S.; Martensson, N. Nature 2002, 418, 620-623
39. Labat, F.; Adamo, C. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 15034-15042
40. Schnadt, J.; Henningsson, A.; Andersson, M. P.; Karlsson, P. G.; Uvdal, P.; Siegbahn, H.; Bruhwiler, P. A.; Sandell, A. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 3114-3122
41. Hirva, P.; Haukka, M. Langmuir 2010, 26, 17075-17081
42. Patrick, C. E.; Giustino, F. Phys. Rev. Lett. 2012, 109, 116801
43. Labat, F.; Ciofini, I.; Hratchian, H. P.; Frisch, M. J.; Raghavachari, K.; Adamo, C. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 4297-4306
44. Neaton, J. B.; Hybertsen, M. S.; Louie, S. G. Phys. Rev. Lett. 2006, 97, 216405
45. Yella, A.; Lee, H. W.; Tsao, H. N.; Yi, C. Y.; Chandiran, A. K.; Nazeeruddin, M. K.; Diau, E. W. G.; Yeh, C. Y.; Zakeeruddin, S. M.; Grätzel, M. Science 2011, 334, 629-634
46. Fenn, J. B.; Mann, M.; Meng, C. K.; Wong, S. F.; Whitehouse, C. M. Science 1989, 246, 64-71
47. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865-3868
48. Vanderbilt, D. Phys. Rev. B 1990, 41, 7892-7895
49. Giannozzi, P.; Baroni, S.; Bonini, N.; Calandra, M.; Car, R.; Cavazzoni, C.; Ceresoli, D.; Chiarotti, G. L.; Cococcioni, M.; Dabo, I.; Corso, A. D.; de Gironcoli, S.; Fabris, S.; Fratesi, G.; Gebauer, R.; Gerstmann, U.; Gougoussis, C.; Kokalj, A.; Lazzeri, M.; Martin-Samos, L.; Marzari, N.; Mauri, F.; Mazzarello, R.; Paolini, S.; Pasquarello, A.; Paulatto, L.; Sbraccia, C.; Scandolo, S.; Sclauzero, G.; Seitsonen, A. P.; Smogunov, A.; Umari, P.; Wentzcovitch, R. M. J. Phys.: Condens. Matter 2009, 21, 395502
50. Tersoff, J.; Hamann, D. R. Phys. Rev. B 1985, 31, 805-813