Transparent Cuprous Oxide Photocathode Enabling a Stacked Tandem Cell for Unbiased Water Splitting

Advanced Energy Materials

Volumn 5, Issue 24, 2015, Pages

  Dias, Paula ^a   Schreier, Marcel ^b   Tilley, S David ^c   Luo, Jingshan ^b   Azevedo, João ^a   Andrade, Luísa ^a   Bi, Dongqin ^b   Hagfeldt, Anders ^b   Mendes, Adélio ^a   Grätzel, Michael ^b   Mayer, Matthew T ^b  

^a UNIVERSITY OF PORTO   (Portugal)

^b EPFL   (Switzerland)

^c UNIVERSITY OF ZURICH   (Switzerland)

Author keywords

metal oxides; optical tandems; perovskite photovoltaics; photoelectrochemical water splitting; solar fuels

Indexed keywords

ELECTROCHEMISTRY; ENERGY GAP; FIELD EMISSION CATHODES; HYDROGEN; PEROVSKITE; PHOTOELECTROCHEMICAL CELLS; PHOTONS; PHOTOVOLTAIC CELLS; SOLAR POWER GENERATION; SUBSTRATES;

METAL OXIDES; OPTICAL TANDEMS; PHOTOELECTROCHEMICAL WATER SPLITTING; PHOTOVOLTAICS; SOLAR FUELS;

PHOTOCATHODES;

EID: 84976284554     PISSN: 16146832     EISSN: 16146840     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/aenm.201501537     Document Type: Article

References (51)

1. Solar Power Europe (SPE), Global Market Outlook for Solar Power 2015-2019, http://www.solarpowereurope.org (accessed: May 2015).
2. 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.
3. a) I. E. Castelli, F. Hüser, M. Pandey, H. Li, K. S. Thygesen, B. Seger, A. Jain, K. A. Persson, G. Ceder, K. W. Jacobsen, Adv. Energy Mater. 2015, 5, 1400915;
4. b) K. Sliozberg, D. Schäfer, T. Erichsen, R. Meyer, C. Khare, A. Ludwig, W. Schuhmann, ChemSusChem 2015, 8, 1270;
5. c) C. Xiang, J. Haber, M. Marcin, S. Mitrovic, J. Jin, J. M. Gregoire, ACS Comb. Sci. 2014, 16, 120.
6. M. S. Prévot, K. Sivula, J. Phys. Chem. C 2013, 117, 17879.
7. S. Hu, C. Xiang, S. Haussener, A. D. Berger, N. S. Lewis, Energy Environ. Sci. 2013, 6, 2984.
8. J. W. Ager III, M. Shaner, K. Walczak, I. D. Sharp, S. Ardo, Energy Environ. Sci. 2015, 8, 2811;
9. b) S. Licht, B. Wang, S. Mukerji, T. Soga, M. Umeno, H. Tributsch, J. Phys. Chem. B 2000, 104, 8920;
10. c) O. Khaselev, A. Bansal, J. A. Turner, Int. J. Hydrogen Energy 2001, 26, 127.
11. a) J. Brillet, J. H. Yum, M. Cornuz, T. Hisatomi, R. Solarska, J. Augustynski, M. Grätzel, K. Sivula, Nat. Photonics 2012, 6, 823;
12. Gurudayal, D. Sabba, H. K. Mulmudi, L. H. Wong, J. Barber, M. Grätzel, N. Mathews, Nano Lett. 2015, 15, 3833;
13. c) C. G. Morales-Guio, M. T. Mayer, A. Yella, S. D. Tilley, M. Grätzel, X. Hu, J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 9927;
14. d) J.-W. Jang, C. Du, Y. Ye, Y. Lin, X. Yao, J. Thorne, E. Liu, G. McMahon, J. Zhu, A. Javey, J. Guo, D. Wang, Nat. Commun. 2015, 6, 7447.
15. a) X. Shi, K. Zhang, K. Shin, M. Ma, J. Kwon, I. T. Choi, J. K. Kim, H. K. Kim, D. H. Wang, J. H. Park, Nano Energy 2015, 13, 182;
16. b) Y.-S. Chen, J. S. Manser, P. V. Kamat, J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 974;
17. c) C. Ding, W. Qin, N. Wang, G. Liu, Z. Wang, P. Yan, J. Shi, C. Li, Phys. Chem. Chem. Phys. 2014, 16, 15608;
18. d) L. Han, F. F. Abdi, R. van de Krol, R. Liu, Z. Huang, H. J. Lewerenz, B. Dam, M. Zeman, A. H. Smets, ChemSusChem 2014, 7, 2832.
19. a) M. R. Shaner, K. T. Fountaine, S. Ardo, R. H. Coridan, H. A. Atwater, N. S. Lewis, Energy Environ. Sci. 2014, 7, 779;
20. b) K. Walczak, Y. Chen, C. Karp, J. W. Beeman, M. Shaner, J. Spurgeon, I. D. Sharp, X. Amashukeli, W. West, J. Jin, N. S. Lewis, C. Xiang, ChemSusChem 2015, 8, 544.
21. a) P. Bornoz, F. F. Abdi, S. D. Tilley, B. Dam, R. van de Krol, M. Grätzel, K. Sivula, J. Phys. Chem. C 2014, 118, 16959;
22. b) C. Liu, J. Tang, H. M. Chen, B. Liu, P. Yang, Nano Lett. 2013, 13, 2989;
23. c) C.-Y. Lin, Y.-H. Lai, D. Mersch, E. Reisner, Chem. Sci. 2012, 3, 3482.
24. B. Seger, I. E. Castelli, P. C. K. Vesborg, K. W. Jacobsen, O. Hansen, I. Chorkendorff, Energy Environ. Sci. 2014, 7, 2397.
25. a) J. G. Rowley, T. D. Do, D. A. Cleary, B. A. Parkinson, ACS Appl. Mater. Interfaces 2014, 6, 9046;
26. b) C. G. Read, Y. Park, K.-S. Choi, J. Phys. Chem. Lett. 2012, 3, 1872;
27. c) J. Gu, Y. Yan, J. W. Krizan, Q. D. Gibson, Z. M. Detweiler, R. J. Cava, A. B. Bocarsly, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 830;
28. d) P. Dai, W. Li, J. Xie, Y. He, J. Thorne, G. McMahon, J. Zhan, D. Wang, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 13493.
29. B. K. Meyer, A. Polity, D. Reppin, M. Becker, P. Hering, P. J. Klar, T. Sander, C. Reindl, J. Benz, M. Eickhoff, C. Heiliger, M. Heinemann, J. Bläsing, A. Krost, S. Shokovets, C. Müller, C. Ronning, Phys. Status Solidi B 2012, 249, 1487.
30. a) A. Paracchino, V. Laporte, K. Sivula, M. Grätzel, E. Thimsen, Nat. Mater. 2011, 10, 456;
31. b) A. Paracchino, N. Mathews, T. Hisatomi, M. Stefik, S. D. Tilley, M. Grätzel, Energy Environ. Sci. 2012, 5, 8673.
32. S. D. Tilley, M. Schreier, J. Azevedo, M. Stefik, M. Grätzel, Adv. Funct. Mater. 2014, 24, 303.
33. a) C. M. McShane, K.-S. Choi, Phys. Chem. Chem. Phys. 2012, 14, 6112;
34. b) Y. S. Lee, D. Chua, R. E. Brandt, S. C. Siah, J. V. Li, J. P. Mailoa, S. W. Lee, R. G. Gordon, T. Buonassisi, Adv. Mater. 2014, 26, 4704.
35. A. E. Rakhshani, Solid-State Electron. 1986, 29, 7.
36. Y. L. Liu, Y. C. Liu, R. Mu, H. Yang, C. L. Shao, J. Y. Zhang, Y. M. Lu, D. Z. Shen, X. W. Fan, Semicond. Sci. Technol. 2005, 20, 44.
37. a) M. Pavan, S. Rühle, A. Ginsburg, D. A. Keller, H.-N. Barad, P. M. Sberna, D. Nunes, R. Martins, A. Y. Anderson, A. Zaban, E. Fortunato, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2015, 132, 549;
38. b) K. E. R. Brown, K.-S. Choi, Chem. Commun. 2006, 31, 3311.
39. C. Malerba, F. Biccari, C. Leonor Azanza Ricardo, M. D'Incau, P. Scardi, A. Mittiga, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2011, 95, 2848.
40. C. C. L. McCrory, S. Jung, J. C. Peters, T. F. Jaramillo, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 16977.
41. a) F. F. Abdi, L. Han, A. H. Smets, M. Zeman, B. Dam, R. van de Krol, Nat. Commun. 2013, 4, 2195;
42. b) O. Khaselev, J. A. Turner, Science 1998, 280, 425.
43. J. Luo, J.-H. Im, M. T. Mayer, M. Schreier, M. K. Nazeeruddin, N.-G. Park, S. D. Tilley, H. J. Fan, M. Grätzel, Science 2014, 345, 1593.
44. N. Pellet, P. Gao, G. Gregori, T.-Y. Yang, M. K. Nazeeruddin, J. Maier, M. Grätzel, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 3151.
45. Z. Chen, T. F. Jaramillo, T. G. Deutsch, A. Kleiman-Shwarsctein, A. J. Forman, N. Gaillard, R. Garland, K. Takanabe, C. Heske, M. Sunkara, E. W. McFarland, K. Domen, E. L. Miller, J. A. Turner, H. N. Dinh, J. Mater. Res. 2010, 25, 3.
46. a) M. Schreier, L. Curvat, F. Giordano, L. Steier, A. Abate, S. M. Zakeeruddin, J. Luo, M. T. Mayer, M. Grätzel, Nat. Commun. 2015, 6, 7326;
47. b) A. Mei, X. Li, L. Liu, Z. Ku, T. Liu, Y. Rong, M. Xu, M. Hu, J. Chen, Y. Yang, M. Grätzel, H. Han, Science 2014, 345, 295.
48. C. Li, T. Hisatomi, O. Watanabe, M. Nakabayashi, N. Shibata, K. Domen, J.-J. Delaunay, Energy Environ. Sci. 2015, 8, 1493.
49. J. Jin, K. Walczak, M. R. Singh, C. Karp, N. S. Lewis, C. Xiang, Energy Environ. Sci. 2014, 7, 3371.
50. C. G. Morales-Guio, L. Liardet, M. T. Mayer, S. D. Tilley, M. Grätzel, X. Hu, Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 664.
51. A. Paracchino, J. C. Brauer, J. E. Moser, E. Thimsen, M. Grätzel, J. Phys. Chem. C 2012, 116, 7341.