Integrated design of organic hole transport materials for efficient solid-state dye-sensitized solar cells

Advanced Energy Materials

Volumn 5, Issue 3, 2015, Pages

  Xu, Bo ^a   Tian, Haining ^a,b   Lin, Lili ^a,c   Qian, Deping ^d   Chen, Hong ^e   Zhang, Jinbao ^b   Vlachopoulos, Nick ^b   Boschloo, Gerrit ^b   Luo, Yi ^a   Zhang, Fengling ^d   Hagfeldt, Anders ^b   Sun, Licheng ^a,f  

^a ROYAL INSTITUTE OF TECHNOLOGY   (Sweden)

^b UPPSALA UNIVERSITY   (Sweden)

^c SHANDONG NORMAL UNIVERSITY   (China)

^d LINKÖPING UNIVERSITY   (Sweden)

^e STOCKHOLM UNIVERSITY   (Sweden)

^f DALIAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY   (China)

Author keywords

hole mobility; hole transport materials; molecular size; oxidation potentials; solid state dye sensitized solar cells

Indexed keywords

CONVERSION EFFICIENCY; CRYSTALLINITY; EFFICIENCY; HOLE MOBILITY; MOLECULES; ORGANIC SOLAR CELLS; PEROVSKITE; PEROVSKITE SOLAR CELLS; PHOTOSENSITIZERS;

ELECTRON RECOMBINATIONS; HOLE TRANSPORT MATERIALS; MOLECULAR SIZE; ORGANIC HOLE TRANSPORT MATERIALS; OXIDATION POTENTIALS; POWER CONVERSION EFFICIENCIES; SOLID-STATE DYE-SENSITIZED SOLAR CELLS; TRANSIENT PHOTOVOLTAGE DECAY;

DYE-SENSITIZED SOLAR CELLS;

EID: 84922354096     PISSN: 16146832     EISSN: 16146840     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/aenm.201401185     Document Type: Article

References (52)

1. B. ORegan, M. Gratzel, Nature 1991, 353, 737.
2. A. Yella, H.-W. Lee, H. N. Tsao, C. Yi, A. K. Chandiran, M. K. Nazeeruddin, E. W.-G. Diau, C.-Y. Yeh, S. M. Zakeeruddin, M. Grätzel, Science 2011, 334, 629.
3. a) A. Hagfeldt, G. Boschloo, L. Sun, L. Kloo, H. Pettersson, Chem. Rev. 2010, 110, 6595
4. b) H. Tian, L. Sun, J. Mater. Chem. 2011, 21, 10592
5. c) M. Wang, C. Gratzel, S. M. Zakeeruddin, M. Gratzel, Energy Environ. Sci. 2012, 5, 9394
6. d) C.-Y. Hsu, Y.-C. Chen, R. Y.-Y. Lin, K.-C. Ho, J. T. Lin, Phys. Chem. Chem. Phys. 2012, 14, 14099.
7. U. Bach, D. Lupo, P. Comte, J. E. Moser, F. Weissortel, J. Salbeck, H. Spreitzer, M. Gratzel, Nature 1998, 395, 583.
8. a) J. Burschka, A. Dualeh, F. Kessler, E. Baranoff, N.-L. Cevey-Ha, C. Yi, M. K. Nazeeruddin, M. Grätzel, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 18042
9. b) N. Cai, S.-J. Moon, L. Cevey-Ha, T. Moehl, R. Humphry-Baker, P. Wang, S. M. Zakeeruddin, M. Grätzel, Nano Lett. 2011, 11, 1452.
10. a) M. M. Lee, J. Teuscher, T. Miyasaka, T. N. Murakami, H. J. Snaith, Science 2012, 338, 643
11. b) M. Liu, M. B. Johnston, H. J. Snaith, Nature 2013, 501, 395.
12. a) S. A. Haque, T. Park, A. B. Holmes, J. R. Durrant, ChemPhysChem 2003, 4, 89
13. b) E. M. J. Johansson, L. Yang, E. Gabrielsson, P. W. Lohse, G. Boschloo, L. Sun, A. Hagfeldt, J. Phys. Chem. C 2012, 116, 18070.
14. L. Yang, B. Xu, D. Bi, H. Tian, G. Boschloo, L. Sun, A. Hagfeldt, E. M. J. Johansson, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 7378.
15. B. Xu, H. Tian, D. Bi, E. Gabrielsson, E. M. J. Johansson, G. Boschloo, A. Hagfeldt, L. Sun, J. Mater. Chem. A 2013, 1, 14467.
16. C. T. Weisspfennig, M. M. Lee, J. Teuscher, P. Docampo, S. D. Stranks, H. J. Joyce, H. Bergmann, I. Bruder, D. V. Kondratuk, M. B. Johnston, H. J. Snaith, L. M. Herz, J. Phys. Chem. C 2013, 117, 19850.
17. a) I. Chung, B. Lee, J. He, R. P. H. Chang, M. G. Kanatzidis, Nature 2012, 485, 486
18. b) G. Puckyte, B. Schmaltz, A. Tomkeviciene, M. Degbia, J. V. Grazulevicius, H. Melhem, J. Bouclé, F. Tran-Van, J. Power Sources 2013, 233, 86
19. c) C. S. Karthikeyan, M. Thelakkat, Inorg. Chim. Acta 2008, 361, 635
20. d) H. Wang, J. Li, F. Gong, G. Zhou, Z.-S. Wang, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 12627
21. e) D. Bi, L. Yang, G. Boschloo, A. Hagfeldt, E. M. J. Johansson, J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4, 1532
22. f) T. Park, S. A. Haque, R. J. Potter, A. B. Holmes, J. R. Durrant, Chem. Commun. 2003, 2878
23. g) I. Y. Song, S.-H. Park, J. Lim, Y. S. Kwon, T. Park, Chem. Commun. 2011, 47, 10395.
24. J. E. Kroeze, N. Hirata, L. Schmidt-Mende, C. Orizu, S. D. Ogier, K. Carr, M. Grätzel, J. R. Durrant, Adv. Funct. Mater. 2006, 16, 1832.
25. T. Leijtens, I. K. Ding, T. Giovenzana, J. T. Bloking, M. D. McGehee, A. Sellinger, ACS Nano 2012, 6, 1455.
26. J. H. Heo, S. H. Im, J. H. Noh, T. N. Mandal, C.-S. Lim, J. A. Chang, Y. H. Lee, H.-J. Kim, A. Sarkar, K. NazeeruddinMd, M. Gratzel, S. I. Seok, Nat. Photonics 2013, 7, 486.
27. M. Planells, A. Abate, D. J. Hollman, S. D. Stranks, V. Bharti, J. Gaur, D. Mohanty, S. Chand, H. J. Snaith, N. Robertson, J. Mater. Chem. A 2013, 1, 6949.
28. a) X. Liu, W. Zhang, S. Uchida, L. Cai, B. Liu, S. Ramakrishna, Adv. Mater. 2010, 22, E150
29. b) L. Yang, J. Zhang, Y. Shen, B.-W. Park, D. Bi, L. Häggman, E. M. J. Johansson, G. Boschloo, A. Hagfeldt, N. Vlachopoulos, A. Snedden, L. Kloo, A. Jarboui, A. Chams, C. Perruchot, M. Jouini, J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4, 4026.
30. L. Chen, B. Zhang, Y. Cheng, Z. Xie, L. Wang, X. Jing, F. Wang, Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 3143.
31. F. Gao, J. Wang, J. C. Blakesley, I. Hwang, Z. Li, N. C. Greenham, Adv. Energy Mater. 2012, 2, 956.
32. C. Goh, R. J. Kline, M. D. McGehee, E. N. Kadnikova, J. M. J. Fréchet, Appl. Phys. Lett. 2005, 86.
33. I. K. Ding, N. Tétreault, J. Brillet, B. E. Hardin, E. H. Smith, S. J. Rosenthal, F. Sauvage, M. Grätzel, M. D. McGehee, Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 2431.
34. E. T. Seo, R. F. Nelson, J. M. Fritsch, L. S. Marcoux, D. W. Leedy, R. N. Adams, J. Am. Chem. Soc. 1966, 88, 3498.
35. E. Gabrielsson, H. Ellis, S. Feldt, H. Tian, G. Boschloo, A. Hagfeldt, L. Sun, Adv. Energy Mater. 2013, 3, 1647.
36. B. E. Hardin, H. J. Snaith, M. D. McGehee, Nat. Photonics 2012, 6, 162.
37. U. B. Cappel, E. A. Gibson, A. Hagfeldt, G. Boschloo, J. Phys. Chem. C 2009, 113, 6275.
38. H. J. Snaith, M. Gratzel, Appl. Phys. Lett. 2006, 89, 262114.
39. A. Abate, D. J. Hollman, J. Teuscher, S. Pathak, R. Avolio, G. DErrico, G. Vitiello, S. Fantacci, H. J. Snaith, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 13538.
40. a) P. Docampo, A. Hey, S. Guldin, R. Gunning, U. Steiner, H. J. Snaith, Adv. Funct. Mater. 2012, 2012
41. b) L. Schmidt-Mende, M. Grätzel, Thin Solid Films 2006, 500, 296
42. c) J. Melas-Kyriazi, I. K. Ding, A. Marchioro, A. Punzi, B. E. Hardin, G. F. Burkhard, N. Tétreault, M. Grätzel, J.-E. Moser, M. D. McGehee, Adv. Energy Mater. 2011, 1, 407.
43. A. Abate, T. Leijtens, S. Pathak, J. Teuscher, R. Avolio, M. E. Errico, J. Kirkpatrik, J. M. Ball, P. Docampo, I. McPherson, H. J. Snaith, Phys. Chem. Chem. Phys. 2013, 15, 2572.
44. a) D.-Y. Chen, W.-H. Tseng, S.-P. Liang, C.-I. Wu, C.-W. Hsu, Y. Chi, W.-Y. Hung, P.-T. Chou, Phys. Chem. Chem. Phys. 2012, 14, 11689
45. b) A. Dualeh, F. De Angelis, S. Fantacci, T. Moehl, C. Yi, F. Kessler, E. Baranoff, M. K. Nazeeruddin, M. Grätzel, J. Phys. Chem. C 2011, 116, 1572
46. c) X. Jiang, K. M. Karlsson, E. Gabrielsson, E. M. J. Johansson, M. Quintana, M. Karlsson, L. Sun, G. Boschloo, A. Hagfeldt, Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 2944.
47. a) M. K. Nazeeruddin, A. Kay, I. Rodicio, R. Humphry-Baker, E. Mueller, P. Liska, N. Vlachopoulos, M. Graetzel, J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 6382
48. b) S. A. Haque, E. Palomares, B. M. Cho, A. N. M. Green, N. Hirata, D. R. Klug, J. R. Durrant, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 3456
49. c) S. A. Haque, T. Park, C. Xu, S. Koops, N. Schulte, R. J. Potter, A. B. Holmes, J. R. Durrant, Adv. Funct. Mater. 2004, 14, 435.
50. B. Enright, D. Fitzmaurice, J. Phys. Chem. 1996, 100, 1027.
51. G. Schlichthörl, S. Y. Huang, J. Sprague, A. J. Frank, J. Phys. Chem. B 1997, 101, 8141.
52. M. J. Frisch, G. W. Trucks, H. B. Schlegel, G. E. Scuseria, M. A. Robb, J. R. Cheeseman, G. Scalmani, V. Barone, B. Mennucci, G. A. Petersson, H. Nakatsuji, M. Caricato, X. Li, H. P. Hratchian, A. F. Izmaylov, J. Bloino, G. Zheng, J. L. Sonnenberg, M. Hada, M. Ehara, K. Toyota, R. Fukuda, J. Hasegawa, M. Ishida, T. Nakajima, Y. Honda, O. Kitao, H. Nakai, T. Vreven, J. A. Montgomery Jr., J. E. Peralta, F. Ogliaro, M. Bearpark, J. J. Heyd, E. Brothers, K. N. Kudin, V. N. Staroverov, R. Kobayashi, J. Normand, K. Raghavachari, A. Rendell, J. C. Burant, S. S. Iyengar, J. Tomasi, M. Cossi, N. Rega, J. M. Millam, M. Klene, J. E. Knox, J. B. Cross, V. Bakken, C. Adamo, J. Jaramillo, R. Gomperts, R. E. Stratmann, O. Yazyev, A. J. Austin, R. Cammi, C. Pomelli, J. W. Ochterski, R. L. Martin, K. Morokuma, V. G. Zakrzewski, G. A. Voth, P. Salvador, J. J. Dannenberg, S. Dapprich, A. D. Daniels, Ö. Farkas, J. B. Foresman, J. V. Ortiz, J. Cioslowski, D. J. Fox, Gaussian 09, Revision a. 02, Gaussian, Inc., Wallingford, CT 2009.