Graphene-based large area dye-sensitized solar cell modules

Nanoscale

Volumn 8, Issue 9, 2016, Pages 5368-5378

  Casaluci, Simone ^a   Gemmi, Mauro ^b   Pellegrini, Vittorio ^c   Di Carlo, Aldo ^a   Bonaccorso, Francesco ^c  

^a UNIVERSITY OF ROME TOR VERGATA   (Italy)

^b CENTER FOR NANOTECHNOLOGY INNOVATION NEST   (Italy)

^c ISTITUTO ITALIANO DI TECNOLOGIA   (Italy)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

COST EFFECTIVENESS; GRAPHENE; SOLAR CELLS; SUBSTRATES;

COST EFFECTIVE; COUNTER ELECTRODES; DYE SENSITIZED SOLAR CELL MODULE; PHOTOVOLTAIC DEVICES; POWER CONVERSION EFFICIENCIES; SEMI-TRANSPARENT; TRANSPARENT CONDUCTIVE OXIDES; TRANSPARENT GRAPHENE;

DYE-SENSITIZED SOLAR CELLS;

EID: 84959363582     PISSN: 20403364     EISSN: 20403372     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c5nr07971c     Document Type: Review

References (137)

1. B. Norton P. C. Eames T. K. Mallick M. J. Huang S. J. McCormack J. D. Mondol Y. G. Yohanis Sol. Energy 2011 85 1629 1664
2. Y. T. Chae J. Kim H. Park B. Shin Appl. Energy 2014 129 217 227
3. A. Nathan A. Ahnood M. T. Cole S. Lee Y. Suzuki P. Hiralal F. Bonaccorso T. Hasan L. Garcia-Gancedo A. Dyadyusha et al. Proc. IEEE 2012 100 1486 1517
4. R. Hoheisel, S. R. Messenger, M. P. Lumb, M. Gonzalez, C. G. Bailey, D. A. Scheiman, S. Maximenko, P. P. Jenkins and R. J. Walters, Proc. SPIE, Physics, Simulation, and Photonic Engineering of Photovoltaic Devices II, 2013 8620, 86200U-86200U-7
5. S. Bailey and R. Raffaelle, in Handbook of Photovoltaic Science and Engineering, John Wiley & Sons, Ltd, 2011, pp. 365-401, 10.1002/9780470974704.ch9
6. F. Bonaccorso Z. Sun Opt. Mater. Express 2014 4 63 78
7. G. Fiori F. Bonaccorso G. Iannaccone T. Palacios D. Neumaier A. Seabaugh S. K. Banerjee L. Colombo Nat. Nanotechnol. 2014 9 768 779
8. D. M. Chapin C. S. Fuller G. L. Pearson J. Appl. Phys. 1954 25 676 677
9. M. A. Green K. Emery K. Bücher D. L. King S. Igari Prog. Photovolt. 1999 7 321 326
10. L. M. Peter Philos. Trans. R. Soc. London, Ser. A 2011 369 1840 1856
11. A. Goetzberger C. Hebling H.-W. Schock Mater. Sci. Eng., R 2003 40 1 46
12. D. E. Carlson C. R. Wronski Appl. Phys. Lett. 1976 28 671 673
13. L. L. Kazmerski F. R. White G. K. Morgan Appl. Phys. Lett. 1976 29 268 270
14. J. Lebrun Proc. Int. Conf. Phys. Chem. Semicond. Heterojunctions Layer Struct. 1970 4 163 170
15. D. Staebler C. Wronski J. Appl. Phys. 1980 51 3262 3268
16. A. Yassin F. Yebesi R. Tingle Environ. Health Perspect. 2005 255 260
17. H. Hoppe N. S. Sariciftci J. Mater. Res. 2004 19 1924 1945
18. A. S. Polo M. K. Itokazu N. Y. M. Iha Coord. Chem. Rev. 2004 248 1343 1361
19. A. Kojima K. Teshima Y. Shirai T. Miyasaka J. Am. Chem. Soc. 2009 131 6050 6051
20. M. Liu M. B. Johnston H. J. Snaith Nature 2013 501 395 398
21. F. Di Giacomo S. Razza F. Matteocci A. D'Epifanio S. Licoccia T. M. Brown A. Di Carlo J. Power Sources 2014 251 152 156
22. http://www.nrel.gov/ncpv/images/efficiency-chart.jpg
23. S. Casaluci L. Cinà A. Pockett P. S. Kubiak R. G. Niemann A. Reale A. Di Carlo P. Cameron J. Power Sources 2015 297 504 510
24. W. Tress, in Organic Solar Cells, Springer, 2014, pp. 67-214
25. F. C. Krebs Org. Electron. 2009 10 761 768
26. F. Bonaccorso A. Lombardo T. Hasan Z. Sun L. Colombo A. C. Ferrari Mater. Today 2012 15 564 589
27. B. O'regan M. Grätzel Nature 1991 353 737 740
28. K. Kakiage Y. Aoyama T. Yano K. Oya J.-i. Fujisawa M. Hanaya Chem. Commun. 2015 51 15894 15897
29. C. Cornaro A. Andreotti Prog. Photovolt. 2013 21 996 1003
30. N. Sridhar and D. Freeman, proceeding of 26th European photovoltaic solar energy conference and exhibition, 2011, 232-236
31. D. D'Ercole L. Dominici T. M. Brown F. Michelotti A. Reale A. Di Carlo Appl. Phys. Lett. 2011 99 213301
32. R. Tagliaferro D. Colonna T. M. Brown A. Reale A. Di Carlo Opt. Express 2013 21 3235 3242
33. F. De Rossi T. Pontecorvo T. M. Brown Appl. Energy 2015 156 413 422
34. S. Yoon S. Tak J. Kim Y. Jun K. Kang J. Park Building Environ. 2011 46 1899 1904
35. A. Reale L. Cinà A. Malatesta R. De Marco T. M. Brown A. Di Carlo Energy Technol. 2014 2 531 541
36. S. Strong, Whole building design guide, 2010
37. C. De Castro M. Mediavilla L. J. Miguel F. Frechoso Renewable Sustainable Energy Rev. 2013 28 824 835
38. S. Y. Myong Y.-C. Park S. W. Jeon Renewable Energy 2015 81 482 489
39. J. Xia N. Masaki M. Lira-Cantu Y. Kim K. Jiang S. Yanagida J. Am. Chem. Soc. 2008 130 1258 1263
40. C. Jiang X. Sun G. Lo D. Kwong J. Wang Appl. Phys. Lett. 2007 90 263501
41. L.-T. Yan F.-L. Wu L. Peng L.-J. Zhang P.-J. Li S.-Y. Dou T.-X. Li Int. J. Photoenergy 2012 2012
42. A. Kay M. Graetzel J. Phys. Chem. 1993 97 6272 6277
43. G. Calogero J.-H. Yum A. Sinopoli G. Di Marco M. Grätzel M. K. Nazeeruddin Sol. Energy 2012 86 1563 1575
44. G. Calogero G. Di Marco Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2008 92 1341 1346
45. M. K. Nazeeruddin P. Pechy T. Renouard S. M. Zakeeruddin R. Humphry-Baker P. Comte P. Liska L. Cevey E. Costa V. Shklover J. Am. Chem. Soc. 2001 123 1613 1624
46. R. Argazzi G. Larramona C. Contado C. A. Bignozzi J. Photochem. Photobiol., A 2004 164 15 21
47. G. Calogero A. Bartolotta G. Di Marco A. Di Carlo F. Bonaccorso Chem. Soc. Rev. 2015 44 3244 3294
48. G. Calogero F. Bonaccorso O. M. Maragò P. G. Gucciardi G. Di Marco Dalton Trans. 2010 39 2903 2909
49. Johnson Matthey Plc., 2012. Platinum 2012, 2012.
50. B.-K. Koo D.-Y. Lee H.-J. Kim W.-J. Lee J.-S. Song H.-J. Kim J. Electroceram. 2006 17 79 82
51. A. Agresti S. Pescetelli E. Gatto M. Venanzi A. Di Carlo J. Power Sources 2015 287 87 95
52. E. K. Kalyanasundaram, in Dye Sensitized Solar Cells, ed., C. P., EPFL Press, Lausanne, Switzerland, Hardcover, 2010, p. 320
53. H. Wang Y. H. Hu Energy Environ. Sci. 2012 5 8182 8188
54. Z. Yin J. Zhu Q. He X. Cao C. Tan H. Chen Q. Yan H. Zhang Adv. Energy Mater. 2014 4 1300574
55. Z. Huang X. Liu K. Li D. Li Y. Luo H. Li W. Song L. Chen Q. Meng Electrochem. Commun. 2007 9 596 598
56. J. E. Trancik S. C. Barton J. Hone Nano Lett. 2008 8 982 987
57. K. Imoto K. Takahashi T. Yamaguchi T. Komura J.-i. Nakamura K. Murata Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2003 79 459 469
58. A. Peigney C. Laurent E. Flahaut R. Bacsa A. Rousset Carbon 2001 39 507 514
59. R. C. B. J. B. Donnet and M.-J. Wang, Carbon Black Science and Technology, 1993
60. H. Marsh and F. R. Reinoso, Activated carbon, Elsevier, 2006
61. C. Lee X. Wei J. W. Kysar J. Hone Science 2008 321 385 388
62. A. K. Geim K. S. Novoselov Nat. Mater. 2007 6 183 191
63. S. Park R. S. Ruoff Nat. Nanotechnol. 2009 4 217 224
64. F. Bonaccorso Z. Sun T. Hasan A. Ferrari Nat. Photonics 2010 4 611 622
65. X. Wang L. Zhi K. Müllen Nano Lett. 2008 8 323 327
66. X. Yan X. Cui B. Li L.-s. Li Nano Lett. 2010 10 1869 1873
67. L. Britnell R. Ribeiro A. Eckmann R. Jalil B. Belle A. Mishchenko Y.-J. Kim R. Gorbachev T. Georgiou S. Morozov Science 2013 340 1311 1314
68. N. Yang J. Zhai D. Wang Y. Chen L. Jiang ACS Nano 2010 4 887 894
69. F. Xu J. Chen X. Wu Y. Zhang Y. Wang J. Sun H. Bi W. Lei Y. Ni L. Sun J. Phys. Chem. C 2013 117 8619 8627
70. F. Bonaccorso N. Balis M. M. Stylianakis M. Savarese C. Adamo M. Gemmi V. Pellegrini E. Stratakis E. Kymakis Adv. Funct. Mater. 2015 25 3870 3880
71. F. Bonaccorso L. Colombo G. Yu M. Stoller V. Tozzini A. C. Ferrari R. S. Ruoff V. Pellegrini Science 2015 347 1246501
72. S. Mathew A. Yella P. Gao R. Humphry-Baker B. F. Curchod N. Ashari-Astani I. Tavernelli U. Rothlisberger M. K. Nazeeruddin M. Grätzel Nat. Chem. 2014 6 242 247
73. 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 ACS Nano 2013 7 5243 5250
74. W. Hong Y. Xu G. Lu C. Li G. Shi Electrochem. Commun. 2008 10 1555 1558
75. J. D. Roy-Mayhew D. J. Bozym C. Punckt I. A. Aksay ACS Nano 2010 4 6203 6211
76. L. Kavan J.-H. Yum M. Graetzel ACS Appl. Mater. Interfaces 2012 4 6999 7006
77. E. Kymakis C. Petridis T. D. Anthopoulos E. Stratakis IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2014 20 106 115
78. H. Choi H. Kim S. Hwang W. Choi M. Jeon Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2011 95 323 325
79. J. Velten A. J. Mozer D. Li D. Officer G. Wallace R. Baughman A. Zakhidov Nanotechnology 2012 23 085201
80. J. Song Z. Yin Z. Yang P. Amaladass S. Wu J. Ye Y. Zhao W.-Q. Deng H. Zhang X.-W. Liu Chem. - Eur. J. 2011 17 10832 10837
81. M. Wu Y. Wang X. Lin N. Yu L. Wang L. Wang A. Hagfeldt T. Ma Phys. Chem. Chem. Phys. 2011 13 19298 19301
82. J.-Y. Lin C.-Y. Chan S.-W. Chou Chem. Commun. 2013 49 1440 1442
83. Y. Hernandez V. Nicolosi M. Lotya F. M. Blighe Z. Sun S. De I. McGovern B. Holland M. Byrne Y. K. Gun'Ko Nat. Nanotechnol. 2008 3 563 568
84. K. Novoselov D. Jiang F. Schedin T. Booth V. Khotkevich S. Morozov A. Geim Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2005 102 10451 10453
85. B. Brodie Ann. Chim. Phys. 1860 59 e472
86. W. S. Hummers Jr. R. E. Offeman J. Am. Chem. Soc. 1958 80 1339 1339
87. C. Mattevi G. Eda S. Agnoli S. Miller K. A. Mkhoyan O. Celik D. Mastrogiovanni G. Granozzi E. Garfunkel M. Chhowalla Adv. Funct. Mater. 2009 19 2577
88. J. Hassoun F. Bonaccorso M. Agostini M. Angelucci M. G. Betti R. Cingolani M. Gemmi C. Mariani S. Panero V. Pellegrini Nano Lett. 2014 14 4901 4906
89. A. A. Green M. C. Hersam Nano Lett. 2009 9 4031 4036
90. E. G. Acheson, US Pat., 615648, 1896
91. H. Lipson A. Stokes Proc. R. Soc. London, Ser. A 1942 181 101 105
92. X. Li W. Cai J. An S. Kim J. Nah D. Yang R. Piner A. Velamakanni I. Jung E. Tutuc Science 2009 324 1312 1314
93. S. Bae H. Kim Y. Lee X. Xu J.-S. Park Y. Zheng J. Balakrishnan T. Lei H. R. Kim Y. I. Song Nat. Nanotechnol. 2010 5 574 578
94. L. Wang I. Meric P. Huang Q. Gao Y. Gao H. Tran T. Taniguchi K. Watanabe L. Campos D. Muller Science 2013 342 614 617
95. K. R. Paton E. Varrla C. Backes R. J. Smith U. Khan A. O'Neill C. Boland M. Lotya O. M. Istrate P. King T. Higgins S. Barwich P. May P. Puczkarski I. Ahmed M. Moebius H. Pettersson E. Long J. Coelho S. E. O'Brien E. K. McGuire B. M. Sanchez G. S. Duesberg N. McEvoy T. J. Pennycook C. Downing A. Crossley V. Nicolosi J. N. Coleman Nat. Mater. 2014 13 624 630
96. F. Torrisi T. Hasan W. Wu Z. Sun A. Lombardo T. S. Kulmala G.-W. Hsieh S. Jung F. Bonaccorso P. J. Paul ACS Nano 2012 6 2992 3006
97. G. Eda Y.-Y. Lin C. Mattevi H. Yamaguchi H.-A. Chen I.-S. Chen C.-W. Chen M. Chhowalla Adv. Mater. 2010 22 505
98. V. Nicolosi M. Chhowalla M. G. Kanatzidis M. S. Strano J. N. Coleman Science 2013 340 1226419
99. D. J. Finn M. Lotya G. Cunningham R. J. Smith D. McCloskey J. F. Donegan J. N. Coleman J. Mater. Chem. C 2014 2 925 932
100. J. Li F. Ye S. Vaziri M. Muhammed M. C. Lemme M. Östling Adv. Mater. 2013 25 3985 3992
101. J.-W. T. Seo A. A. Green A. L. Antaris M. C. Hersam J. Phys. Chem. Lett. 2011 2 1004 1008
102. A. Capasso A. E. Del Rio Castillo H. Sun A. Ansaldo V. Pellegrini F. Bonaccorso Solid State Commun. 2015 224 53 63
103. A. R. T. M. Brown and A. Di Carlo, in "Organic and Hybrid Solar Cells" in Thin Film Solar Cells: Current Status and Future Trends, ed., I. Nova, Science Publisher, 2011, pp. 249-286
104. A. Hauch A. Georg Electrochim. Acta 2001 46 3457 3466
105. L. Kavan J. H. Yum M. Grätzel ACS Nano 2010 5 165 172
106. M. Lotya Y. Hernandez P. J. King R. J. Smith V. Nicolosi L. S. Karlsson F. M. Blighe S. De Z. Wang I. McGovern J. Am. Chem. Soc. 2009 131 3611 3620
107. O. M. Maragó F. Bonaccorso R. Saija G. Privitera P. G. Gucciardi M. A. Iatì G. Calogero P. H. Jones F. Borghese P. Denti ACS Nano 2010 4 7515 7523
108. https://www.sigmaaldrich.com/content/dam/sigma-aldrich/docs/Sigma/Product-Information-Sheet/d4551pis.pdf
109. http://www.lyondellbasell.com/techlit/techlit/2313.pdf
110. T. P. Svedberg, The Ultracentrifuge, 1940
111. D. Greenaway G. Harbeke F. Bassani E. Tosatti Phys. Rev. 1969 178 1340
112. V. Kravets A. Grigorenko R. Nair P. Blake S. Anissimova K. Novoselov A. Geim Phys. Rev. B: Condens. Matter 2010 81 155413
113. L. Yang J. Deslippe C.-H. Park M. L. Cohen S. G. Louie Phys. Rev. Lett. 2009 103 186802
114. E. J. Wensink A. C. Hoffmann P. J. van Maaren D. van der Spoel J. Chem. Phys. 2003 119 7308 7317
115. A. Einstein, Investigations on the Theory of the Brownian Movement, Courier Corporation, 1956
116. J. C. Meyer A. K. Geim M. Katsnelson K. Novoselov T. Booth S. Roth Nature 2007 446 60 63
117. A. C. Ferrari J. Robertson Phys. Rev. B: Condens. Matter 2000 61 14095
118. A. C. Ferrari D. M. Basko Nat. Nanotechnol. 2013 8 235 246
119. L. La Notte D. Mineo G. Polino G. Susanna F. Brunetti T. M. Brown A. Di Carlo A. Reale Energy Technol. 2013 1 757 762
120. C. Girotto B. P. Rand J. Genoe P. Heremans Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2009 93 454 458
121. V. H. Pham T. V. Cuong S. H. Hur E. W. Shin J. S. Kim J. S. Chung E. J. Kim Carbon 2010 48 1945 1951
122. L. Kavan J.-H. Yum M. Graetzel Electrochim. Acta 2014 128 349 359
123. L. Kavan J.-H. Yum M. Grätzel Nano Lett. 2011 11 5501 5506
124. L. Kavan Top. Curr. Chem. 2014 348 53 93
125. F. Fabregat-Santiago J. Bisquert E. Palomares L. Otero D. Kuang S. M. Zakeeruddin M. Grätzel J. Phys. Chem. C 2007 111 6550 6560
126. S. Sarker A. Ahammad H. W. Seo D. M. Kim Int. J. Photoenergy 2014 2014
127. Q. Wang J.-E. Moser M. Grätzel J. Phys. Chem. B 2005 109 14945 14953
128. L. Kavan J.-H. Yum M. K. Nazeeruddin M. Grätzel ACS Nano 2011 5 9171 9178
129. J. Yang C. Bao K. Zhu T. Yu F. Li J. Liu Z. Li Z. Zou Chem. Commun. 2014 50 4824 4826
130. F. Gong H. Wang Z.-S. Wang Phys. Chem. Chem. Phys. 2011 13 17676 17682
131. M. Wu X. Lin Y. Wang L. Wang W. Guo D. Qi X. Peng A. Hagfeldt M. Grätzel T. Ma J. Am. Chem. Soc. 2012 134 3419 3428
132. F. Hao P. Dong J. Zhang Y. Zhang P. E. Loya R. H. Hauge J. Li J. Lou H. Lin Sci. Rep. 2012 2 368
133. J. H. Kim K. J. Moon J. M. Kim D. Lee S. H. Kim Sol. Energy 2015 113 251 257
134. R. Cruz J. P. Araujo L. Andrade A. Mendes J. Mater. Chem. A 2014 2 2028 2032
135. M.-Y. Yen C.-C. Teng M.-C. Hsiao P.-I. Liu W.-P. Chuang C.-C. M. Ma C.-K. Hsieh M.-C. Tsai C.-H. Tsai J. Mater. Chem. 2011 21 12880 12888
136. S. Mastroianni A. Lanuti S. Penna A. Reale T. M. Brown A. Di Carlo F. Decker ChemPhysChem 2012 13 2925 2936
137. F. Giordano A. Guidobaldi E. Petrolati L. Vesce R. Riccitelli A. Reale T. M. Brown A. Di Carlo Prog. Photovolt. 2013 21 1653 1658