Efficient Broadband Triplet-Triplet Annihilation-Assisted Photon Upconversion at Subsolar Irradiance in Fully Organic Systems

Advanced Functional Materials

Volumn 25, Issue 35, 2015, Pages 5617-5624

  Monguzzi, Angelo ^a   Borisov, Sergey M ^b   Pedrini, Jacopo ^a   Klimant, Ingo ^b   Salvalaggio, Mario ^c   Biagini, Paolo ^c   Melchiorre, Fabio ^c   Lelii, Camilla ^d   Meinardi, Francesco ^a  

^a UNIVERSITY OF MILANO BICOCCA   (Italy)

^b GRAZ UNIVERSITY OF TECHNOLOGY   (Austria)

^c ENI S P A   (Italy)

^d UNIVERSITY OF L'AQUILA   (Italy)

Author keywords

asymmetric porphyrins; broadband upconversion; DSSC; photon managing; photovoltaics; triplet triplet annihilation

Indexed keywords

CHROMOPHORES; DYE-SENSITIZED SOLAR CELLS; ENERGY GAP; SOLAR CELLS; SOLAR RADIATION;

ASYMMETRIC PORPHYRINS; DSSC; PHOTON MANAGING; PHOTOVOLTAICS; TRIPLET-TRIPLET ANNIHILATION; UP-CONVERSION;

PHOTONS;

EID: 84941738989     PISSN: 1616301X     EISSN: 16163028     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adfm.201502507     Document Type: Article

References (62)

1. D. M. Chapin, C. S. Fuller, G. L. Pearson, J. Appl. Phys. 1954, 25, 676.
2. M. A. Green, Third Generation Photovoltaics: Advanced Solar Energy Conversion, Springer, Berlin, Germany 2006.
3. D. Ginley, M. A. Green, R. Collins, MRS Bull. 2008, 33, 355.
4. G. F. Nemet, Energy Policy 2006, 34, 3218.
5. B. Kippelen, J.-L. Bredas, Energy Environ. Sci. 2009, 2, 251.
6. V. Jankus, E. W. Snedden, D. W. Bright, V. L. Whittle, J. A. G. Williams, A. Monkman, Adv. Funct. Mater. 2013, 23, 384.
7. A. Kudo, Y. Miseki, Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 253.
8. a) F. Meinardi, A. Colombo, K. A. Velizhanin, R. Simonutti, M. Lorenzon, L. Beverina, R. Viswanatha, V. I. Klimov, S. Brovelli, Nat. Photonics 2014, 8, 392;
9. b) D. N. Congreve, J. Lee, N. J. Thompson, E. Hontz, S. R. Yost, P. D. Reusswig, M. E. Bahlke, S. Reineke, T. Van Voorhis, M. A. Baldo, Science 2013, 340, 334.
10. a) T. Trupke, M. A. Green, P. Würfel, J. Appl. Phys. 2002, 92, 4117;
11. b) J. de Wild, A. Meijerink, J. K. Rath, W. G. J. H. M. van Sark, R. E. I. Schropp, Energy Environ. Sci. 2011, 4, 4835;
12. c) X. Huang, S. Han, W. Huang, X. Liu, Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 173;
13. d) S. Ji, J. Ge, D. Escudero, Z. Wang, J. Zhao, D. Jacquemin, J. Org. Chem. 2015, 80, 5958;
14. e) C. Zhang, J. Zhao, X. Cui, X. Wu, J. Org. Chem. 2015, 80, 5674.
15. T. Trupke, A. Shalav, B. S. Richards, P. Wurfel, M. A. Green, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2006, 90, 3327.
16. a) J. de Wild, J. K. Rath, A. Meijerink, W. G. J. H. M. van Sark, R. E. I. Schropp, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2010, 94, 2395;
17. b) G.-B. Shan, G. P. Demopoulos, Adv. Mater. 2010, 22, 4373.
18. W. Zou, C. Visser, J. A. Maduro, M. S. Pshenichnikov, J. C. Hummelen, Nat. Photon. 2012, 6, 560.
19. a) R. R. Islangulov, F. N. Castellano, Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 5957;
20. b) S. Baluschev, T. Miteva, V. Yakutkin, G. Nelles, A. Yasuda, G. Wegner, Phys. Rev.Lett. 2006, 97;
21. c) T. F. Schulze, T. W. Schmidt, Energy Environ. Sci. 2015, 8, 103.
22. T. W. Schmidt, F. N. Castellano, J. Phys. Chem. Lett. 2014, 5, 4062.
23. Y. Y. Cheng, B. Fuckel, T. Khoury, R. Clady, M. J. Y. Tayebjee, N. J. Ekins-Daukes, M. J. Crossley, T. W. Schmidt, J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 1795.
24. Y. Y. Cheng, T. Khoury, R. Clady, M. J. Y. Tayebjee, N. J. Ekins-Daukes, M. J. Crossley, T. W. Schmidt, Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 66.
25. A. Monguzzi, R. Tubino, S. Hoseinkhani, M. Campione, F. Meinardi, Phys. Chem. Chem. Phys. 2012, 14, 4322.
26. a) P. Duan, N. Yanai, N. Kimizuka, Chem. Commun. 2014, 50, 13111;
27. b) Y. C. Simon, C. Weder, J. Mater. Chem. 2012, 22, 20817.
28. S. Hoseinkhani, R. Tubino, F. Meinardi, A. Monguzzi, Phys. Chem. Chem. Phys. 2015, 17, 4020.
29. P. Duan, N. Yanai, N. Kimizuka, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 19056.
30. P. Duan, N. Yanai, H. Nagatomi, N. Kimizuka, J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 1887.
31. Y. Y. Cheng, B. Fuckel, R. W. MacQueen, T. Khoury, R. G. C. R. Clady, T. F. Schulze, N. J. Ekins-Daukes, M. J. Crossley, B. Stannowski, K. Lips, T. W. Schmidt, Energy Environ. Sci. 2012, 5, 6953.
32. a) T. F. Schulze, J. Czolk, Y.-Y. Cheng, B. Fückel, R. W. MacQueen, T. Khoury, M. J. Crossley, B. Stannowski, K. Lips, U. Lemmer, A. Colsmann, T. W. Schmidt, J. Phys. Chem. C 2012, 116, 22794;
33. b) A. Nattestad, Y. Y. Cheng, R. W. MacQueen, T. F. Schulze, F. W. Thompson, A. J. Mozer, B. Fückel, T. Khoury, M. J. Crossley, K. Lips, G. G. Wallace, T. W. Schmidt, J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4, 2073;
34. c) A. Monguzzi, F. Bianchi, A. Bianchi, M. Mauri, R. Simonutti, R. Ruffo, R. Tubino, F. Meinardi, Adv. Energy Mater. 2013, 3, 680;
35. d) R. S. Khnayzer, J. Blumhoff, J. A. Harrington, A. Haefele, F. Deng, F. N. Castellano, Chem. Commun. 2012, 48, 209.
36. A. Monguzzi, J. Mezyk, F. Scotognella, R. Tubino, F. Meinardi, Phys. Rev. B 2008, 78, 195112.
37. D. Papkovsky, T. O'Riordan, J. Fluoresc. 2005, 15, 569.
38. W. Shao, G. Chen, T. Y. Ohulchanskyy, A. Kuzmin, J. Damasco, H. Qiu, C. Yang, H. Ågren, P. N. Prasad, Adv. Optical Mater. 2015, 3, 575.
39. D. M. Wu, A. García-Etxarri, A. Salleo, J. A. Dionne, J. Phys. Chem. Lett. 2014, 5, 4020.
40. A. Monguzzi, D. Braga, M. Gandini, V. C. Holmberg, D. K. Kim, A. Sahu, D. J. Norris, F. Meinardi, Nano Lett. 2014, 14, 6644.
41. S. Baluschev, V. Yakutkin, G. Wegner, T. Miteva, G. Nelles, A. Yasuda, S. Chernov, S. Aleshchenkov, A. Cheprakov, Appl. Phys. Lett. 2007, 90, 181103.
42. A. J. Svagan, D. Busko, Y. Avlasevich, G. Glasser, S. Baluschev, K. Landfester, ACS Nano 2014, 8, 8198.
43. M. Montalti, S. L. Murov, Handbook of Photochemistry, CRC/Taylor & Francis, Boca Raton, FL, USA 2006.
44. M. Gouterman, J. Mol. Spectr. 1961, 6, 138.
45. V. Yakutkin, S. Aleshchenkov, S. Chernov, T. Miteva, G. Nelles, A. Cheprakov, S. Baluschev, Chem. Eur. J. A 2008, 14, 9846.
46. J. R. Sommer, A. H. Shelton, A. Parthasarathy, I. Ghiviriga, J. R. Reynolds, K. S. Schanze, Chem. Mater. 2011, 23, 5296.
47. N. Kobayashi, H. Konami, J. Porph. Phthal. 2001, 5, 233.
48. J.-H. Kim, F. Deng, F. N. Castellano, J.-H. Kim, ACS Photonics 2014, 1, 382.
49. R. H. Clarke, R. M. Hochstrasser, J. Mol. Spectr. 1969, 32, 309.
50. Y. Y. Cheng, B. Fuckel, T. Khoury, R. Clady, N. J. Ekins-Daukes, M. J. Crossley, T. W. Schmidt, J. Phys. Chem. A 2011, 115, 1047.
51. R. P. Groff, R. E. Merrifield, P. Avakian, Chem. Phys. Lett. 1970, 5, 168.
52. M. Grätzel, Inorg. Chem. 2005, 44, 6841.
53. T. F. Schulze, Y. Y. Cheng, B. Fückel, R. W. MacQueen, A. Danos, N. J. L. K. Davis, M. J. Y. Tayebjee, T. Khoury, R. G. C. R. Clady, N. J. Ekins-Daukes, M. J. Crossley, B. Stannowski, K. Lips, T. W. Schmidt, Aus. J. Chem. 2012, 65, 480.
54. S. M. Borisov, R. Saf, R. Fischer, I. Klimant, Inorg. Chem. 2013, 52, 1206.
55. S. M. Borisov, G. Nuss, W. Haas, R. Saf, M. Schmuck, I. Klimant, J. Photochem. Photobiol. A: Chem. 2009, 201, 128.
56. F. Niedermair, S. M. Borisov, G. Zenkl, O. T. Hofmann, H. Weber, R. Saf, I. Klimant, Inorg. Chem. 2010, 49, 9333.
57. a) M. Velusamy, K. R. Justin Thomas, J. T. Lin, Y.-C. Hsu, K.-C. Ho, Org. Lett. 2005, 7, 1899;
58. b) D. P. Hagberg, T. Marinado, K. M. Karlsson, K. Nonomura, P. Qin, G. Boschloo, T. Brinck, A. Hagfeldt, L. Sun, J. Org. Chem. 2007, 72, 9550;
59. c) W.-H. Liu, I. C. Wu, C.-H. Lai, C.-H. Lai, P.-T. Chou, Y.-T. Li, C.-L. Chen, Y.-Y. Hsu, Y. Chi, Chem. Commun. 2008, 5152;
60. d) D. J. Schipper, K. Fagnou, Chem. Mater. 2011, 23, 1594;
61. e) C. Lelii, M. G. Bawendi, P. Biagini, P.-Y. Chen, M. Crucianelli, J. M. D'Arcy, F. De Angelis, P. T. Hammond, R. Po, J. Mater. Chem. A 2014, 2, 18375.
62. S. Ito, T. N. Murakami, P. Comte, P. Liska, C. Grätzel, M. K. Nazeeruddin, M. Grätzel, Thin Solid Films 2008, 516, 4613.