Nitrogen-doped graphene nanoribbons with surface enriched active sites and enhanced performance for dye-sensitized solar cells

Advanced Energy Materials

Volumn 5, Issue 11, 2015, Pages

  Meng, Xiangtong ^a   Yu, Chang ^a   Song, Xuedan ^a   Liu, Yang ^a   Liang, Suxia ^a   Liu, Zhiqiang ^a   Hao, Ce ^a   Qiu, Jieshan ^a  

^a DALIAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY   (China)

Author keywords

counter electrodes; electrocatalytic activity; electrochemical stability; nitrogen doped graphene nanoribbons

Indexed keywords

CARBON NANOTUBES; CHARGE TRANSFER; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; DOPING (ADDITIVES); DYE-SENSITIZED SOLAR CELLS; ELECTROCHEMICAL ELECTRODES; ELECTROLYTES; ENERGY CONVERSION; GRAPHENE; GRAPHENE NANORIBBON; NITROGEN; REDUCTION;

CHARGE TRANSFER RESISTANCE; COUNTER ELECTRODES; ELECTROCATALYTIC ACTIVITY; ELECTROCHEMICAL STABILITIES; NITROGEN DOPED GRAPHENE; PHOTOVOLTAIC PERFORMANCE; POWER CONVERSION EFFICIENCIES; TRANSFER ELECTRONS;

NANORIBBONS;

EID: 84930414557     PISSN: 16146832     EISSN: 16146840     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/aenm.201500180     Document Type: Article

References (70)

1. B. O'Regan, M. Grätzel, Nature 1991, 353, 737.
2. A. Yella, H. W. Lee, H. N. Tsao, C. Y. Yi, A. K. Chandiran, M. K. Nazeeruddin, E. W. G. Diau, C. Y. Yeh, S. M. Zakeeruddin, M. Grätzel, Science 2011, 334, 629.
3. M. I. Asghar, K. Miettunen, J. Halme, P. Vahermaa, M. Toivola, K. Aitola, P. Lund, Energy Environ. Sci. 2010, 3, 418.
4. a) Y. C. Wang, D. Y. Wang, Y. T. Jiang, H. A. Chen, C. C. Chen, K. C. Ho, H. L. Chou, C. W. Chen, Angew. Chem. 2013, 125, 6826
5. b) Y. C. Wang, D. Y. Wang, Y. T. Jiang, H. A. Chen, C. C. Chen, K. C. Ho, H. L. Chou, C. W. Chen, Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 6694.
6. G. Hashmi, K. Miettunen, T. Peltola, J. Halme, I. Asghar, K. Aitola, M. Toivola, P. Lund, Renew. Sustain. Energy Rev. 2011, 15, 3717.
7. L. Kavan, J.-H. Yum, M. Grätzel, Electrochim. Acta 2014, 128, 349.
8. T. Hino, Y. Ogawa, N. Kuramoto, Carbon 2006, 44, 880.
9. T. N. Murakami, S. Ito, Q. Wang, M. K. Nazeeruddin, T. Bessho, I. Cesar, P. Liska, R. Humphry-Baker, P. Comte, P. T. Péchy, M. Grätzel, J. Electrochem. Soc. 2006, 153, A2255.
10. J.-M. Kim, S.-W. Rhee, Electrochim. Acta 2012, 83, 264.
11. E. Ramasamy, W. J. Lee, D. Y. Lee, J. S. Song, Appl. Phys. Lett. 2007, 90, 173103.
12. J. D. Roy-Mayhew, I. A. Aksay, Chem. Rev. 2014, 114, 6323.
13. N. G. Sahoo, Y. Pan, L. Li, S. H. Chan, Adv. Mater. 2012, 24, 4203.
14. S. Das, P. Sudhagar, V. Verma, D. Song, E. Ito, S. Y. Lee, Y. S. Kang, W. Choi, Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 3729.
15. S. Li, Y. Luo, W. Lv, W. Yu, S. Wu, P. Hou, Q. Yang, Q. Meng, C. Liu, H.-M. Cheng, Adv. Energy Mater. 2011, 1, 486.
16. L. J. Brennan, M. T. Byrne, M. Bari, Y. K. Gun'ko, Adv. Energy Mater. 2011, 1, 472.
17. A. Hagfeldt, G. Boschloo, L. Sun, L. Kloo, H. Pettersson, Chem. Rev. 2010, 110, 6595.
18. G. G. Wildgoose, C. E. Banks, R. G. Compton, Small 2006, 2, 182.
19. J.-Z. Wang, L. Lu, M. Lotya, J. N. Coleman, S.-L. Chou, H.-K. Liu, A. I. Minett, J. Chen, Adv. Energy Mater. 2013, 3, 798.
20. X. Sun, J. Wu, Z. Chen, X. Su, B. J. Hinds, Adv. Funct. Mater. 2013, 23, 1500.
21. W. Yuan, Y. Zhou, Y. Li, C. Li, H. Peng, J. Zhang, Z. Liu, L. Dai, G. Shi, Sci. Rep. 2013, 3, 2248.
22. P. M. Hallam, C. E. Banks, Electrochem. Commun. 2011, 13, 8.
23. J. J. Gooding, R. Wibowo, Liu, W. Yang, D. Losic, S. Orbons, F. J. Mearns, J. G. Shapter, D. B. Hibbert, J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 9006.
24. a) K. Gong, S. Chakrabarti, L. Dai, Angew. Chem. 2008, 120, 5526
25. b) K. Gong, S. Chakrabarti, L. Dai, Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 5446.
26. C. E. Banks, R. G. Compton, Analyst 2006, 131, 15.
27. S. Ding, J. S. Chen, X. W. Lou, Chem. Eur. J. 2011, 17, 13142.
28. C.-Y. Chen, Z.-Y. Shih, Z. Yang, H.-T. Chang, J. Power Sources 2012, 215, 43.
29. J. Han, H. Kim, D. Y. Kim, S. M. Jo, S.-Y. Jang, ACS Nano 2010, 4, 3503.
30. J.-Y. Lin, S.-Y. Tai, S.-W. Chou, J. Phys. Chem. C 2014, 118, 823.
31. T. Bhardwaj, A. Antic, B. Pavan, V. Barone, B. D. Fahlman, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 12556.
32. K. Gong, F. Du, Z. Xia, M. Durstock, L. Dai, Science 2009, 323, 760.
33. M. J. Ju, J. C. Kim, H.-J. Choi, I. T. Choi, S. G. Kim, K. Lim, J. Ko, J.-J. Lee, I.-Y. Jeon, J.-B. Baek, H. K. Kim, ACS Nano 2013, 7, 5243.
34. a) R. Liu, D. Wu, X. Feng, K. Müllen, Angew. Chem. 2010, 122, 2619
35. b) R. Liu, D. Wu, X. Feng, K. Müllen, Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 2565.
36. L. Song, Z. Liu, A. L. Reddy, N. T. Narayanan, J. Taha-Tijerina, J. Peng, G. Gao, J. Lou, R. Vajtai, P. M. Ajayan, Adv. Mater. 2012, 24, 4878.
37. B. Lee, D. B. Buchholz, R. P. H. Chang, Energy Environ. Sci. 2012, 5, 6941.
38. M. F. El-Kady, R. B. Kaner, Nat. Commun. 2013, 4, 1475.
39. Z. Lin, G. Waller, Y. Liu, M. Liu, C.-P. Wong, Adv. Energy Mater. 2012, 2, 884.
40. X. Liu, M. Antonietti, Adv. Mater. 2013, 25, 6284.
41. a) J. Liang, Y. Jiao, M. Jaroniec, S. Z. Qiao, Angew. Chem. 2012, 124, 11664
42. b) J. Liang, Y. Jiao, M. Jaroniec, S. Z. Qiao, Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 11496.
43. C. Zhang, N. Mahmood, H. Yin, F. Liu, Y. Hou, Adv. Mater. 2013, 25, 4932.
44. a) Y. Xue, J. Liu, H. Chen, R. Wang, D. Li, J. Qu, L. Dai, Angew. Chem. 2012, 124, 12290
45. b) Y. Xue, J. Liu, H. Chen, R. Wang, D. Li, J. Qu, L. Dai, Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 12124.
46. G. Wang, S. Kuang, D. Wang, S. Zhuo, Electrochim. Acta 2013, 113, 346.
47. Y. Xue, J. M. Baek, H. Chen, J. Qu, L. Dai, Nanoscale 2015, 10.1039/C4NR06969B.
48. a) H. Wang, K. Sun, F. Tao, D. J. Stacchiola, Y. H. Hu, Angew. Chem. 2013, 125, 9380
49. b) H. Wang, K. Sun, F. Tao, D. J. Stacchiola, Y. H. Hu, Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 9210.
50. J. I. Paredes, A. Martínez-Alonso, J. M. D. Tascõn, Langmuir 2007, 23, 8932.
51. H.-J. Shin, K. K. Kim, A. Benayad, S.-M. Yoon, H. K. Park, I.-S. Jung, M. H. Jin, H.-K. Jeong, J. M. Kim, J.-Y. Choi, Y. H. Lee, Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 1987.
52. A. L. Higginbotham, D. V. Kosynkin, A. Sinitskii, Z. Sun, J. M. Tour, ACS Nano 2010, 4, 2059.
53. A. Kumar, A. Ganguly, P. Papakonstantinou, J. Phys.: Condens. Matter 2012, 24, 235503.
54. a) X. Zheng, J. Deng, N. Wang, D. Deng, W.-H. Zhang, X. Bao, C. Li, Angew. Chem. 2014, 126, 7143
55. b) X. Zheng, J. Deng, N. Wang, D. Deng, W.-H. Zhang, X. Bao, C. Li, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 1.
56. M. Liberatore, A. Petrocco, F. Caprioli, C. La Mesa, F. Decker, C. A. Bignozzi, Electrochim. Acta 2010, 55, 4025.
57. M. J. Ju, I.-Y. Jeon, J. C. Kim, K. Lim, H.-J. Choi, S.-M. Jung, I. T. Choi, Y. K. Eom, Y. J. Kwon, J. Ko, J.-J. Lee, H. K. Kim, J.-B. Baek, Adv. Mater. 2014, 26, 3055.
58. J. Wu, Q. Li, L. Fan, Z. Lan, P. Li, J. Lin, S. Hao, J. Power Sources 2008, 181, 172.
59. J. D. Roy-Mayhew, D. J. Bozym, C. Punckt, I. A. Aksay, ACS Nano 2010, 4, 6203.
60. a) H. Tian, X. Jiang, Z. Yu, L. Kloo, A. Hagfeldt, L. Sun, Angew. Chem. 2010, 122, 7486
61. b) H. Tian, X. Jiang, Z. Yu, L. Kloo, A. Hagfeldt, L. Sun, Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 7328.
62. M. Wang, A. M. Anghel, B. Marsan, N. L. Cevey Ha, N. Pootrakulchote, S. M. Zakeeruddin, M. Grätzel, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 15976.
63. a) M. Wu, X. Lin, A. Hagfeldt, T. Ma, Angew. Chem. 2011, 123, 3582
64. b) M. Wu, X. Lin, A. Hagfeldt, T. Ma, Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 3520.
65. Y. Hou, D. Wang, X. H. Yang, W. Q. Fang, B. Zhang, H. F. Wang, G. Z. Lu, P. Hu, H. J. Zhao, H. G. Yang, Nat. Commun. 2013, 4, 1583.
66. A. Hauch, A. Georg, Electrochim. Acta 2001, 46, 3457.
67. L. Kavan, J.-H. Yum, M. K. Nazeeruddin, M. Grätzel, ACS Nano 2011, 5, 9171.
68. L. Kavan, J. H. Yum, M. Grätzel, Nano Lett. 2011, 11, 5501.
69. T. H. Dunning Jr., P. J. Hay, in Modern Theoretical Chemistry, Vol. 3 (Ed:, H. F. Schaefer III,), Plenum, New York 1977, pp. 1-28.
70. 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, O. Farkas, J. B. Foresman, J. V. Ortiz, J. Cioslowski, D. J. Fox, Gaussian 09, Revision A.1, Gaussian, Inc., Wallingford, CT, 2009.