Enhancing Dye-Sensitized Solar Cell Performances by Molecular Engineering: Highly Efficient π-Extended Organic Sensitizers

ChemSusChem

Volumn 7, Issue 9, 2014, Pages 2659-2669

  Grisorio, Roberto ^a   De Marco, Luisa ^b   Agosta, Rita ^b   Iacobellis, Rosabianca ^b,d   Giannuzzi, Roberto ^b   Manca, Michele ^b   Mastrorilli, Piero ^a   Gigli, Giuseppe ^b,c,d   Suranna, Gian Paolo ^a  

^a POLITECNICO DI BARI   (Italy)

^b ISTITUTO ITALIANO DI TECNOLOGIA   (Italy)

^c CNR   (Italy)

^d UNIVERSITY OF SALENTO   (Italy)

Author keywords

benzothiadiazole; dye sensitized solar cell; light harvesting; structure property relationship; extended organic sensitizer

Indexed keywords

CELL ENGINEERING; CHROMOPHORES; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; ELECTROCHEMICAL IMPEDANCE SPECTROSCOPY; ORGANIC SOLAR CELLS; SHIMS;

BENZOTHIADIAZOLES; ELECTROCHEMICAL STABILITIES; LIGHT-HARVESTING; MOLECULAR ENGINEERING; POWER CONVERSION EFFICIENCIES; STRUCTURAL MODIFICATIONS; STRUCTURE PROPERTY RELATIONSHIPS; SYNTHESIS AND CHARACTERIZATIONS;

DYE-SENSITIZED SOLAR CELLS;

EID: 85006489777     PISSN: 18645631     EISSN: 1864564X     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/cssc.201402164     Document Type: Article

References (57)

1. Y. Ooyama, Y. Harima, ChemPhysChem 2012, 13, 4032;
2. A. Mishra, M. K. R. Fischer, P. Bäuerle, Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 2474;
3. Angew. Chem. 2009, 121, 2510.
4. S. Zhang, X. Yang, Y. Numata, L. Han, Energy Environ. Sci. 2013, 6, 1443;
5. A. Hagfeldt, G. Boschloo, L. Sun, L. Kloo, H. Pettersson, Chem. Rev. 2010, 110, 6595;
6. L. Wang, X. Fang, Z. Zhang, Renewable Sustainable Energy Rev. 2010, 14, 3178.
7. M. K. Nazeeruddin, E. Baranoff, M. Grätzel, Sol. Energy 2011, 85, 1172;
8. N. Robertson, Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 2338;
9. Angew. Chem. 2006, 118, 2398.
10. A. Listorti, B. O’Regan, J. R. Durrant, Chem. Mater. 2011, 23, 3381;
11. Z. Ning, H. Tian, Chem. Commun. 2009, 5483;
12. S. Kim, J. K. Lee, S. O. Kang, J. Ko, J. H. Yum, S. Fantacci, F. De Angelis, D. Di Censo, M. K. Nazeeruddin, M. Grätzel, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 16701.
13. T. Marinado, K. Nonomura, J. Nissfolk, M. K. Karlsson, D. P. Hagberg, L. Sun, S. Mori, A. Hagfeldt, Langmuir 2010, 26, 15476.
14. R. Katoh, A. Furube, S. Mori, M. Miyashita, K. Sunahara, N. Koumura, K. Hara, Energy Environ. Sci. 2009, 2, 542;
15. K. Hara, Z.-S. Wang, T. Sato, A. Furube, R. Katoh, H. Sugihara, Y. Dan-oh, C. Kasada, A. Shimpo, S. Suga, J. Phys. Chem. B 2005, 109, 15476.
16. As recent examples:
17. S. Zhang, A. Islam, X. Yang, C. Qin, K. Zhang, Y. Numata, H. Chen, L. Han, J. Mater. Chem. A 2013, 1, 4812;
18. L. Han, A. Islam, H. Chen, C. Malapaka, B. Chiranjeevi, S. Zhang, X. Yang, M. Yanagida, Energy Environ. Sci. 2012, 5, 6057;
19. C.-M. Lan, H.-P. Wu, T.-Y. Pan, C.-W. Chang, W.-S. Chao, C.-T. Chen, C.-L. Wang, C.-Y. Lin, E. W.-G. Diau, Energy Environ. Sci. 2012, 5, 6460.
20. Y. Wu, W. Zhu, Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 2039.
21. J. Y. Li, A. Ziegler, G. Wegner, Chem. Eur. J. 2005, 11, 4450.
22. Y.-S. Yen, C.-T. Lee, C.-Y. Hsu, H.-H. Chou, Y.-C. Chen, J. T. Lin, Chem. Asian J. 2013, 8, 809.
23. W. Ying, J. Yang, M. Wielopolski, T. Moehl, J.-E. Moser, P. Comte, J. Hua, S. M. Zakeeruddin, H. Tian, M. Grätzel, Chem. Sci. 2014, 5, 206;
24. K. Pei, Y. Wu, A. Islam, Q. Zhang, L. Han, H. Tian, W. Zhu, ACS Appl. Mater. Interfaces 2013, 5, 4986;
25. K. Pei, Y. Wu, W. Wu, Q. Zhang, B. Chen, H. Tian, W. Zhu, Chem. Eur. J. 2012, 18, 8190.
26. W. Li, Y. Wu, Q. Zhang, H. Tian, W. Zhu, ACS Appl. Mater. Interfaces 2012, 4, 1822.
27. F. Zhang, K.-J. Jiang, J.-H. Huang, C.-C. Yu, S.-G. Li, M.-G. Chen, L.-M. Yang, Y.-L. Song, J. Mater. Chem. A 2013, 1, 4858.
28. M. Zhang, Y. Wang, M. Xu, W. Ma, R. Li, P. Wang, Energy Environ. Sci. 2013, 6, 2944;
29. Y. Wu, M. Marszalek, S. M. Zakeeruddin, Q. Zhang, H. Tian, M. Grätzel, W. Zhu, Energy Environ. Sci. 2012, 5, 8261;
30. Y. Wu, X. Zhang, W. Li, Z.-S. Wang, H. Tian, W. Zhu, Adv. Energy Mater. 2012, 2, 149;
31. H.-H. Chou, Y.-C. Chen, H.-J. Huang, T.-H. Lee, J. T. Lin, C. Tsai, K. Chen, J. Mater. Chem. 2012, 22, 10929;
32. S. Haid, M. Marszalek, A. Mishra, M. Wielopolski, J. Teuscher, J.-E. Moser, R. Humphry-Baker, S. M. Zakeeruddin, M. Grätzel, P. Bäuerle, Adv. Funct. Mater. 2012, 22, 1291;
33. W. Zhu, Y. Wu, S. Wang, W. Li, X. Li, J. Chen, Z.-S. Wang, H. Tian, Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 756;
34. D. H. Lee, M. J. Lee, H. M. Song, B. J. Song, K. D. Seo, M. Pastore, C. Anselmi, S. Fantacci, F. De Angelis, M. K. Nazeeruddin, M. Grätzel, H. K. Kim, Dyes Pigm. 2011, 91, 192;
35. J.-J. Kim, H. Choi, J.-W. Lee, M.-S. Kang, K. Song, S. O. Kang, J. Ko, J. Mater. Chem. 2008, 18, 5223;
36. M. Velusamy, K. R. J. Thomas, J. T. Lin, Y.-C. Hsu, K.-C. Ho, Org. Lett. 2005, 7, 1899;
37. X. Wang, J. Yang, H. Yu, F. Li, L. Fan, W. Sun, Y. Liu, Z. Y. Koh, J. Pan, W.-L. Yim, L. Yan, Q. Wang, Chem. Commun. 2014, 50, 3965.
38. C. Teng, X. C. Yang, C. Yang, H. Tian, S. F. Li, X. Wang, A. Hagfeldt, L. Sun, J. Phys. Chem. C 2010, 114, 11305;
39. J. Song, F. Zhang, C. Li, W. Liu, B. Li, Y. Huang, Z. Bo, J. Phys. Chem. C 2009, 113, 13391.
40. H. Tian, X. Yang, R. Chen, R. Zhang, A. Hagfeldt, L. Sun, J. Phys. Chem. C 2008, 112, 11023.
41. R. Grisorio, G. Allegretta, P. Mastrorilli, G. P. Suranna, Macromolecules 2011, 44, 7977.
42. A. A. Gorman, M. A. Rodgers, Chem. Soc. Rev. 1981, 10, 205.
43. H. D. Roth, Acc. Chem. Res. 1984, 17, 180.
44. R. Grisorio, G. Allegretta, G. P. Suranna, P. Mastrorilli, A. Loiudice, A. Rizzo, M. Mazzeo, G. Gigli, J. Mater. Chem. 2012, 22, 19752.
45. J.-L. Bredas, Mater. Horiz. 2014, 1, 17.
46. K. Hara, Y. Dan-oh, C. Kasada, Y. Ohga, A. Shinpo, S. Suga, K. Sayama, H. Arakawa, Langmuir 2004, 20, 4205;
47. Z.-S. Wang, Y. Cui, Y. Dan-oh, C. Kasada, A. Shinpo, K. Hara, J. Phys. Chem. C 2008, 112, 17011.
48. J. Bisquert, J. Electroanal. Chem. 2010, 646, 43.
49. J. Bisquert, F. Fabregat-Santiago, I. Mora-Sero′, G. Garcia-Belmonte, S. Gimnez, J. Phys. Chem. 2009, 113, 17278.
50. S. R. Raga, E. M. Barea, F. Fabregat-Santiago, J. Phys. Chem. Lett. 2012, 3, 1629.
51. E. M. Barea, V. Gonzalez-Pedro, T. Ripolles-Sanchis, H.-P. Wu, L.-L. Li, C.-Y. Yeh, E. W.-G. Diau, J. Bisquert, J. Phys. Chem. C 2011, 115, 10898;
52. E. M. Barea, J. Ortiz, F. J. Paya, F. Fernandez-Lazaro, F. Fabregat-Santiago, A. Sastre-Santos, J. Bisquert, Energy Environ. Sci. 2010, 3, 1985.
53. M. Pastore, E. Mosconi, F. De Angelis, J. Phys. Chem. C 2012, 116, 5965;
54. X. Li, A. Reynal, P. Barnes, R. Humphry-Baker, S. M. Zakeeruddin, F. De Angelis, B. C. O’Regan, Phys. Chem. Chem. Phys. 2012, 14, 15421;
55. X. Jiang, K. M. Karlsson, E. Gabrielsson, E. M. J. Johansson, M. Quintana, M. Karlsson, L. Sun, G. Boschloo, A. Hagfeldt, Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 2944.
56. C. M. Cardona, W. Li, A. E. Kaifer, D. Stockdale, G. C. Bazan, Adv. Mater. 2011, 23, 2367.
57. 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. FoxWallingford CTGaussian 09, revision D.01, Gaussian, Inc., 2009.