Thermally-induced single-crystal-to-single-crystal transformations from a 2D two-fold interpenetrating square lattice layer to a 3D four-fold interpenetrating diamond framework and its application in dye-sensitized solar cells

文献情報

出版日 2016-06-22
DOI 10.1039/C6CP02530G
インパクトファクター 3.676
著者

Song Gao, Rui Qing Fan, Xin Ming Wang, Li Guo Wei, Yang Song, Xi Du, Kai Xing, Ping Wang, Yu Lin Yang


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要旨

In this work, a rare 2D → 3D single-crystal-to-single-crystal transformation (SCSC) is observed in metal–organic coordination complexes, which is triggered by thermal treatment. The 2D two-fold interpenetrating square lattice layer [Cd(IBA)2]n (1) is irreversibly converted into a 3D four-fold interpenetrating diamond framework {[Cd(IBA)2(H2O)]·2.5H2O}n (2) (HIBA = 4-(1H-imidazol-1-yl)benzoic acid). Consideration is given to these two complexes with different interpenetrating structures and dimensionality, and their influence on photovoltaic properties are studied. Encouraged by the UV-visible absorption and HOMO–LUMO energy states matched for sensitizing TiO2, the two complexes are employed in combination with N719 in dye-sensitized solar cells (DSSCs) to compensate absorption in the ultraviolet and blue-violet region, offset competitive visible light absorption of I3− and reducing charge the recombination of injected electrons. After co-sensitization with 1 and 2, the device co-sensitized by 1/N719 and 2/N719 to yield overall efficiencies of 7.82% and 8.39%, which are 19.94% and 28.68% higher than that of the device sensitized only by N719 (6.52%). Consequently, high dimensional interpenetrating complexes could serve as excellent co-sensitizers and have application in DSSCs.

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掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
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年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

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