Surface modification of semiconductor photoelectrodes

Physical Chemistry Chemical Physics

Volumn 17, Issue 24, 2015, Pages 15655-15674

  Guijarro, Néstor ^a   Prévot, Mathieu S ^a   Sivula, Kevin ^a  

^a EPFL   (Switzerland)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 84934301407     PISSN: 14639076     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c5cp01992c     Document Type: Review

References (153)

1. M. Gratzel Nature 2001 414 338 344
2. G. Hodes I. D. J. Howell L. M. Peter J. Electrochem. Soc. 1992 139 3136 3140
3. F. E. Osterloh Chem. Soc. Rev. 2013 42 2294 2320
4. H. Kroemer ChemPhysChem 2001 2 490 499
5. A. J. Nozik Annu. Rev. Phys. Chem. 1978 29 189 222
6. A. J. Bard A. B. Bocarsly F. R. F. Fan E. G. Walton M. S. Wrighton J. Am. Chem. Soc. 1980 102 3671 3677
7. A. Heller Acc. Chem. Res. 1981 14 154 162
8. A. J. Nozik R. Memming J. Phys. Chem. 1996 100 13061 13078
9. A. J. Bard J. Phys. Chem. 1982 86 172 177
10. M. G. Walter E. L. Warren J. R. McKone S. W. Boettcher Q. Mi E. A. Santori N. S. Lewis Chem. Rev. 2010 110 6446 6473
11. M. S. Prévot K. Sivula J. Phys. Chem. C 2013 117 17879 17893
12. N. S. Lewis J. Electroanal. Chem. 2001 508 1 10
13. M. X. Tan, P. E. Laibinis, S. T. Nguyen, J. M. Kesselman, C. E. Stanton and N. S. Lewis, Prog. Inorg. Chem., John Wiley & Sons, Inc., 2007, pp. 21-144
14. T. Berger D. Monllor-Satoca M. Jankulovska T. Lana-Villarreal R. Gómez ChemPhysChem 2012 13 2824 2875
15. A. J. Bard F.-R. F. Fan A. S. Gioda G. Nagasubramanian H. S. White Faraday Discuss. 1980 70 19 31
16. R. Cohen L. Kronik A. Shanzer D. Cahen A. Liu Y. Rosenwaks J. K. Lorenz A. B. Ellis J. Am. Chem. Soc. 1999 121 10545 10553
17. Z. Zhang J. T. Yates Chem. Rev. 2012 112 5520 5551
18. G. Ashkenasy D. Cahen R. Cohen A. Shanzer A. Vilan Acc. Chem. Res. 2002 35 121 128
19. C. Du M. Zhang J.-W. Jang Y. Liu G.-Y. Liu D. Wang J. Phys. Chem. C 2014 118 17054 17059
20. R. Cohen S. Bastide D. Cahen J. Libman A. Shanzer Y. Rosenwaks Adv. Mater. 1997 9 746 749
21. R. G. Nair S. Paul S. K. Samdarshi Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2011 95 1901 1907
22. S. Rühle M. Greenshtein S. G. Chen A. Merson H. Pizem C. S. Sukenik D. Cahen A. Zaban J. Phys. Chem. B 2005 109 18907 18913
23. S. Yang D. Prendergast J. B. Neaton Nano Lett. 2012 12 383 388
24. Y.-L. Lee Y.-S. Lo Adv. Funct. Mater. 2009 19 604 609
25. A. Valdes J. Brillet M. Gratzel H. Gudmundsdottir H. A. Hansen H. Jonsson P. Klupfel G.-J. Kroes F. Le Formal I. C. Man R. S. Martins J. K. Norskov J. Rossmeisl K. Sivula A. Vojvodic M. Zach Phys. Chem. Chem. Phys. 2012 14 49 70
26. R. A. Marcus J. Chem. Phys. 1956 24 966
27. R. Parsons Trans. Faraday Soc. 1958 54 1053 1063
28. A. Yamakata M. Kawaguchi N. Nishimura T. Minegishi J. Kubota K. Domen J. Phys. Chem. C 2014 118 23897 23906
29. Y. Matsumoto T. Yoshikawa E. I. Sato J. Electrochem. Soc. 1989 136 1389 1391
30. M. A. Butler D. S. Ginley J. Electrochem. Soc. 1978 125 228 232
31. Y. Xu M. A. A. Schoonen Am. Mineral. 2000 85 543 556
32. A. J. Nozik Nature 1975 257 383 386
33. H. Park W. Choi J. Phys. Chem. B 2004 108 4086 4093
34. D. Monllor-Satoca R. Gómez J. Phys. Chem. C 2008 112 139 147
35. D. Monllor-Satoca T. Lana-Villarreal R. Gómez Langmuir 2011 27 15312 15321
36. Y.-S. Hu A. Kleiman-Shwarsctein G. D. Stucky E. W. McFarland Chem. Commun. 2009 2652 2654
37. I. Uchida H. Akahoshi S. Toshima J. Electroanal. Chem. 1978 88 79 84
38. A. Kay I. Cesar M. Grätzel J. Am. Chem. Soc. 2006 128 15714 15721
39. M. Barroso S. R. Pendlebury A. J. Cowan J. R. Durrant Chem. Sci. 2013 4 2724 2734
40. C. Y. Cummings F. Marken L. M. Peter A. A. Tahir K. G. U. Wijayantha Chem. Commun. 2012 48 2027 2029
41. J. Y. Kim J.-W. Jang D. H. Youn G. Magesh J. S. Lee Adv. Energy Mater. 2014 4 1400476 10.1002/aenm.201400476
42. L. Jing J. Zhou J. R. Durrant J. Tang D. Liu H. Fu Energy Environ. Sci. 2012 5 6552 6558
43. I. C. Cheon M. S. Lee H. K. Shim Y. Kim Bull. Korean Chem. Soc. 2003 24 1535 1537
44. M. Grätzel J. Photochem. Photobiol., C 2003 4 145 153
45. S. Rühle M. Shalom A. Zaban ChemPhysChem 2010 11 2290 2304
46. N. Kopidakis N. R. Neale A. J. Frank J. Phys. Chem. B 2006 110 12485 12489
47. H. Lee H. C. Leventis S.-J. Moon P. Chen S. Ito S. A. Haque T. Torres F. Nüesch T. Geiger S. M. Zakeeruddin M. Grätzel M. K. Nazeeruddin Adv. Funct. Mater. 2009 19 2735 2742
48. H.-S. Kim C.-R. Lee J.-H. Im K.-B. Lee T. Moehl A. Marchioro S.-J. Moon R. Humphry-Baker J.-H. Yum J. E. Moser M. Gratzel N.-G. Park Sci. Rep. 2012 2 591
49. J. Krüger R. Plass L. Cevey M. Piccirelli M. Grätzel U. Bach Appl. Phys. Lett. 2001 79 2085 2087
50. S. E. Koops B. C. O'Regan P. R. F. Barnes J. R. Durrant J. Am. Chem. Soc. 2009 131 4808 4818
51. M. J. Katz M. J. D. Vermeer O. K. Farha M. J. Pellin J. T. Hupp Langmuir 2013 29 806 814
52. M. Shalom S. Rühle I. Hod S. Yahav A. Zaban J. Am. Chem. Soc. 2009 131 9876 9877
53. E. M. Barea M. Shalom S. Giménez I. Hod I. Mora-Seró A. Zaban J. Bisquert J. Am. Chem. Soc. 2010 132 6834 6839
54. C.-F. Chi P. Chen Y.-L. Lee I. P. Liu S.-C. Chou X.-L. Zhang U. Bach J. Mater. Chem. 2011 21 17534 17540
55. N. Guijarro T. Lana-Villarreal T. Lutz S. A. Haque R. Gómez J. Phys. Chem. Lett. 2012 3 3367 3372
56. A. B. Ellis S. W. Kaiser M. S. Wrighton J. Am. Chem. Soc. 1976 98 1635 1637
57. A. B. Ellis S. W. Kaiser M. S. Wrighton J. Am. Chem. Soc. 1976 98 6418 6420
58. B. Miller A. Heller Nature 1976 262 680 681
59. R. Noufi D. Tench L. F. Warren J. Electrochem. Soc. 1980 127 2709 2713
60. M. F. Finlayson B. L. Wheeler N. Kakuta K. H. Park A. J. Bard A. Campion M. A. Fox S. E. Webber J. M. White J. Phys. Chem. 1985 89 5676 5681
61. D. Lincot J. Vedel J. Phys. Chem. 1988 92 4103 4110
62. J. W. Thackeray M. J. Natan P. Ng M. S. Wrighton J. Am. Chem. Soc. 1986 108 3570 3577
63. M. J. Natan J. W. Thackeray M. S. Wrighton J. Phys. Chem. 1986 90 4089 4098
64. J. A. Baglio G. S. Calabrese D. J. Harrison E. Kamieniecki A. J. Ricco M. S. Wrighton G. D. Zoski J. Am. Chem. Soc. 1983 105 2246 2256
65. F.-R. F. Fan H. S. White B. L. Wheeler A. J. Bard J. Am. Chem. Soc. 1980 102 5142 5148
66. A. Fujishima Y. Noguchi K. Honda B. H. Loo Bull. Chem. Soc. Jpn. 1982 55 17 22
67. G. S. Calabrese M. S. Wrighton J. Am. Chem. Soc. 1981 103 6273 6280
68. Z. Chen A. J. Forman T. F. Jaramillo J. Phys. Chem. C 2013 117 9713 9722
69. F. R. F. Fan A. J. Bard J. Electrochem. Soc. 1981 128 945 952
70. J. A. Turner B. A. Parkinson J. Electroanal. Chem. 1983 150 611 617
71. G. Nagasubramanian A. J. Bard J. Electrochem. Soc. 1981 128 1055 1060
72. H. S. Hilal J. A. Turner Electrochim. Acta 2006 51 6487 6497
73. J. M. Bolts A. B. Bocarsly M. C. Palazzotto E. G. Walton N. S. Lewis M. S. Wrighton J. Am. Chem. Soc. 1979 101 1378 1385
74. N. Guijarro M. S. Prévot K. Sivula J. Phys. Chem. Lett. 2014 5 3902 3908
75. S. Licht R. Tenne G. Dagan G. Hodes J. Manassen D. Cahen R. Triboulet J. Rioux C. Levy-Clement Appl. Phys. Lett. 1985 46 608 610
76. H.-D. Rubin B. D. Humphrey A. B. Bocarsly Nature 1984 308 339 341
77. B. A. Parkinson A. Heller B. Miller Appl. Phys. Lett. 1978 33 521 523
78. B. J. Tufts I. L. Abrahams P. G. Santangelo G. N. Ryba L. G. Casagrande N. S. Lewis Nature 1987 326 861 863
79. A. Abate M. Saliba D. J. Hollman S. D. Stranks K. Wojciechowski R. Avolio G. Grancini A. Petrozza H. J. Snaith Nano Lett. 2014 14 3247 3254
80. N. K. Noel A. Abate S. D. Stranks E. S. Parrott V. M. Burlakov A. Goriely H. J. Snaith ACS Nano 2014 8 9815 9821
81. M. Liu C.-Y. Nam C. T. Black J. Kamcev L. Zhang J. Phys. Chem. C 2013 117 13396 13402
82. A. Paracchino N. Mathews T. Hisatomi M. Stefik S. D. Tilley M. Gratzel Energy Environ. Sci. 2012 5 8673 8681
83. A. Paracchino V. Laporte K. Sivula M. Grätzel E. Thimsen Nat. Mater. 2011 10 456 461
84. C. Li T. Hisatomi O. Watanabe M. Nakabayashi N. Shibata K. Domen J.-J. Delaunay Energy Environ. Sci. 2015 8 1493 1500
85. M. H. Lee K. Takei J. Zhang R. Kapadia M. Zheng Y.-Z. Chen J. Nah T. S. Matthews Y.-L. Chueh J. W. Ager A. Javey Angew. Chem., Int. Ed. 2012 51 10760 10764
86. B. Seger T. Pedersen A. B. Laursen P. C. K. Vesborg O. Hansen I. Chorkendorff J. Am. Chem. Soc. 2013 135 1057 1064
87. M. Malizia B. Seger I. Chorkendorff P. C. K. Vesborg J. Mater. Chem. A 2014 2 6847 6853
88. Y. W. Chen J. D. Prange S. Dühnen Y. Park M. Gunji C. E. D. Chidsey P. C. McIntyre Nat. Mater. 2011 10 539 544
89. S. Hu M. R. Shaner J. A. Beardslee M. Lichterman B. S. Brunschwig N. S. Lewis Science 2014 344 1005 1009
90. M. F. Lichterman A. I. Carim M. T. McDowell S. Hu H. B. Gray B. S. Brunschwig N. S. Lewis Energy Environ. Sci. 2014 7 3334 3337
91. H. H. Pham L.-W. Wang Phys. Chem. Chem. Phys. 2015 17 541 550
92. H. H. Pham L.-W. Wang Phys. Chem. Chem. Phys. 2015 17 11908 11913
93. K. Sun F. H. Saadi M. F. Lichterman W. G. Hale H.-P. Wang X. Zhou N. T. Plymale S. T. Omelchenko J.-H. He K. M. Papadantonakis B. S. Brunschwig N. S. Lewis Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2015 112 3612 3617
94. C. G. Read Y. Park K.-S. Choi J. Phys. Chem. Lett. 2012 3 1872 1876
95. M. S. Prévot N. Guijarro K. Sivula ChemSusChem 2015 8 1359 1367
96. Y.-C. Pu Y. Ling K.-D. Chang C.-M. Liu J. Z. Zhang Y.-J. Hsu Y. Li J. Phys. Chem. C 2014 118 15086 15094
97. T. Hisatomi F. Le Formal M. Cornuz J. Brillet N. Tetreault K. Sivula M. Gratzel Energy Environ. Sci. 2011 4 2512 2515
98. F. Le Formal N. Tetreault M. Cornuz T. Moehl M. Gratzel K. Sivula Chem. Sci. 2011 2 737 743
99. B. T. Ahn L. Larina K. H. Kim S. J. Ahn Pure Appl. Chem. 2008 80 2091 2102
100. H. Kumagai T. Minegishi Y. Moriya J. Kubota K. Domen J. Phys. Chem. C 2014 118 16386 16392
101. M. Moriya T. Minegishi H. Kumagai M. Katayama J. Kubota K. Domen J. Am. Chem. Soc. 2013 135 3733 3735
102. D. Yokoyama T. Minegishi K. Jimbo T. Hisatomi G. Ma M. Katayama J. Kubota H. Katagiri K. Domen Appl. Phys. Express 2010 3 101202
103. D. Yokoyama T. Minegishi K. Maeda M. Katayama J. Kubota A. Yamada M. Konagai K. Domen Electrochem. Commun. 2010 12 851 853
104. L. Zhang T. Minegishi J. Kubota K. Domen Phys. Chem. Chem. Phys. 2014 16 6167 6174
105. L. Rovelli S. D. Tilley K. Sivula ACS Appl. Mater. Interfaces 2013 5 8018 8024
106. J. Zhao T. Minegishi L. Zhang M. Zhong Gunawan M. Nakabayashi G. Ma T. Hisatomi M. Katayama S. Ikeda N. Shibata T. Yamada K. Domen Angew. Chem., Int. Ed. 2014 53 11808 11812
107. L. Zhang T. Minegishi M. Nakabayashi Y. Suzuki K. Seki N. Shibata J. Kubota K. Domen Chem. Sci. 2015 6 894 901
108. J. Kim T. Minegishi J. Kobota K. Domen Energy Environ. Sci. 2012 5 6368
109. S. Ikeda T. Nakamura S. M. Lee T. Yagi T. Harada T. Minegishi M. Matsumura ChemSusChem 2011 4 262 268
110. S. Ikeda M. Nonogaki W. Septina G. Gunawan T. Harada M. Matsumura Catal. Sci. Technol. 2013 3 1849
111. Gunawan W. Septina S. Ikeda T. Harada T. Minegishi K. Domen M. Matsumura Chem. Commun. 2014 50 8941 8943
112. A. J. Frank K. Honda J. Electroanal. Chem. 1983 150 673 678
113. A. J. Frank K. Honda J. Photochem. 1985 29 195 204
114. R. Noufi A. J. Frank A. J. Nozik J. Am. Chem. Soc. 1981 103 1849 1850
115. M. S. Wrighton Science 1986 231 32 37
116. Y. Nakato T. Ohnishi H. Tsubomura Chem. Lett. 1975 883 886
117. Y. Nakato H. Tsubomura J. Photochem. 1985 29 257 266
118. Y. Nakato K. Ueda H. Yano H. Tsubomura J. Phys. Chem. 1988 92 2316 2324
119. R. Hinogami Y. Nakamura S. Yae Y. Nakato J. Phys. Chem. B 1998 102 974 980
120. N. Chandrasekharan P. V. Kamat J. Phys. Chem. B 2000 104 10851 10857
121. M. Jakob H. Levanon P. V. Kamat Nano Lett. 2003 3 353 358
122. V. Subramanian E. E. Wolf P. V. Kamat J. Am. Chem. Soc. 2004 126 4943 4950
123. A. Wood M. Giersig P. Mulvaney J. Phys. Chem. B 2001 105 8810 8815
124. J. Rossmeisl Z. W. Qu H. Zhu G. J. Kroes J. K. Nørskov J. Electroanal. Chem. 2007 607 83 89
125. I. C. Man H.-Y. Su F. Calle-Vallejo H. A. Hansen J. I. Martínez N. G. Inoglu J. Kitchin T. F. Jaramillo J. K. Nørskov J. Rossmeisl ChemCatChem 2011 3 1159 1165
126. C. Du X. Yang M. T. Mayer H. Hoyt J. Xie G. McMahon G. Bischoping D. Wang Angew. Chem., Int. Ed. 2013 52 12692 12695
127. S. Trasatti J. Electroanal. Chem. 1972 39 163 184
128. C. G. Morales-Guio X. Hu Acc. Chem. Res. 2014 47 2671 2681
129. D. Merki S. Fierro H. Vrubel X. Hu Chem. Sci. 2011 2 1262 1267
130. J. Kibsgaard Z. Chen B. N. Reinecke T. F. Jaramillo Nat. Mater. 2012 11 963 969
131. J. Kibsgaard T. F. Jaramillo F. Besenbacher Nat. Chem. 2014 6 248 253
132. E. J. Popczun C. G. Read C. W. Roske N. S. Lewis R. E. Schaak Angew. Chem., Int. Ed. 2014 53 5427 5430
133. E. J. Popczun J. R. McKone C. G. Read A. J. Biacchi A. M. Wiltrout N. S. Lewis R. E. Schaak J. Am. Chem. Soc. 2013 135 9267 9270
134. M. W. Kanan D. G. Nocera Science 2008 321 1072 1075
135. M. Dincə Y. Surendranath D. G. Nocera Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2010 107 10337 10341
136. J. Suntivich K. J. May H. A. Gasteiger J. B. Goodenough Y. Shao-Horn Science 2011 334 1383 1385
137. M. Bajdich M. García-Mota A. Vojvodic J. K. Nørskov A. T. Bell J. Am. Chem. Soc. 2013 135 13521 13530
138. R. D. L. Smith M. S. Prévot R. D. Fagan Z. Zhang P. A. Sedach M. K. J. Siu S. Trudel C. P. Berlinguette Science 2013 340 60 63
139. R. D. L. Smith M. S. Prévot R. D. Fagan S. Trudel C. P. Berlinguette J. Am. Chem. Soc. 2013 135 11580 11586
140. M. W. Louie A. T. Bell J. Am. Chem. Soc. 2013 135 12329 12337
141. D. Friebel M. W. Louie M. Bajdich K. E. Sanwald Y. Cai A. M. Wise M.-J. Cheng D. Sokaras T.-C. Weng R. Alonso-Mori R. C. Davis J. R. Bargar J. K. Nørskov A. Nilsson A. T. Bell J. Am. Chem. Soc. 2015 137 1305 1313
142. C. G. Morales-Guio S. D. Tilley H. Vrubel M. Gratzel X. Hu Nat. Commun. 2014 5 3059
143. C. G. Morales-Guio L. Liardet M. T. Mayer S. D. Tilley M. Grätzel X. Hu Angew. Chem., Int. Ed. 2015 54 664 667
144. D. K. Zhong M. Cornuz K. Sivula M. Gratzel D. R. Gamelin Energy Environ. Sci. 2011 4 1759 1764
145. F. Lin S. W. Boettcher Nat. Mater. 2014 13 81 86
146. R. Tenne G. Hodes Appl. Phys. Lett. 1980 37 428 430
147. N. Müller R. Tenne Appl. Phys. Lett. 1981 39 283 285
148. R. N. Pandey K. S. C. Babu O. N. Srivastava Prog. Surf. Sci. 1996 52 125 192
149. G. Prasad O. N. Srivastava J. Phys. D: Appl. Phys. 1988 21 1028
150. L. Kronik N. Ashkenasy M. Leibovitch E. Fefer Y. Shapira S. Gorer G. Hodes J. Electrochem. Soc. 1998 145 1748 1755
151. N. Guijarro T. Lana-Villarreal R. Gómez Chem. Commun. 2012 48 7681 7683
152. H. J. Snaith J. Phys. Chem. Lett. 2013 4 3623 3630
153. I. Barceló, N. Guijarro, T. Lana-Villarreal and R. Gómez, in Quantum Dot Solar Cells, ed., J. Wu, and, Z. M. Wang, Springer New York, 2014, ch. 1, vol. 15, pp. 1-38