Incident-photon-to-current-conversion efficiency of TiO2 photoanodes is increased significantly in the visible and near infrared range of the electromagnetic spectrum by assembling films that are structured on both micrometer and nanometer length scales. Photoanodes assembled from alternating layers of TiO2 nanoparticles and mesoporous TiO2 microspheres increase the overall power conversion efficiencies of dye-sensitized solar cells by as much as 26%. This increase is due to enhanced light scattering by porous TiO2 microspheres and is achieved without sacrificing the specific surface area.

1.
B.
O’Regan
and
M.
Grätzel
,
Nature
353
,
737
(
1991
).
2.
M.
Grätzel
,
Nature
414
,
338
(
2001
).
3.
M. K.
Nazeeruddin
,
A.
Kay
,
I.
Rodicio
,
R.
Humphry-Baker
,
E.
Müller
,
P.
Liska
,
N.
Vlachopoulos
, and
M.
Grätzel
,
J. Am. Chem. Soc.
115
,
6382
(
1993
).
4.
N. G.
Park
,
J.
van de Lagemaat
, and
A. J.
Frank
,
J. Phys. Chem. B
104
,
8989
(
2000
).
5.
K. J.
Kim
,
K. D.
Benkstein
,
J.
van de Lagemaat
, and
A. J.
Frank
,
Chem. Mater.
14
,
1042
(
2002
).
6.
P. M.
Sommeling
,
B. C.
O’Regan
,
R. R.
Haswell
,
H. J. P.
Smit
,
N. J.
Bakker
,
J. J. T.
Smits
,
J. M.
Kroon
, and
J. A. M.
van Roosmalen
,
J. Phys. Chem. B
110
,
19191
(
2006
).
7.
S.
Ito
,
N. C.
Ha
,
G.
Rothenberger
,
P.
Liska
,
P.
Comte
,
S. M.
Zakeeruddin
,
P.
Péchy
,
M. K.
Nazeeruddin
, and
M.
Grätzel
,
Chem. Commun.
2006
,
4004
.
8.
T. P.
Chou
,
Q. F.
Zhang
,
B.
Russo
,
G. E.
Fryxell
, and
G. Z.
Cao
,
J. Phys. Chem. C
111
,
6296
(
2007
).
9.
X. B.
Chen
and
S. S.
Mao
,
Chem. Rev.
107
,
2891
(
2007
).
10.
M.
Law
,
L. E.
Greene
,
J. C.
Johnson
,
R. J.
Saykally
, and
P. D.
Yang
,
Nature Mater.
4
,
455
(
2005
).
11.
M.
Law
,
L. E.
Greene
,
A.
Radenovic
,
T.
Kuykendall
,
J.
Liphardt
, and
P. D.
Yang
,
J. Phys. Chem. B
110
,
22652
(
2006
).
12.
J. B.
Baxter
and
E. S.
Aydil
,
Appl. Phys. Lett.
86
,
053114
(
2005
).
13.
J. B.
Baxter
,
A. M.
Walker
,
K.
van Ommering
, and
E. S.
Aydil
,
Nanotechnology
17
,
S304
(
2006
).
14.
K. S.
Leschkies
,
R.
Divakar
,
J.
Basu
,
E.
Enache-Pommer
,
J. E.
Boercker
,
C. B.
Carter
,
U. R.
Kortshagen
,
D. J.
Norris
, and
E. S.
Aydil
,
Nano Lett.
7
,
1793
(
2007
).
15.
B.
Liu
,
J. E.
Boercker
, and
E. S.
Aydil
,
Nanotechnology
19
,
505604
(
2008
).
16.
B.
Liu
and
E. S.
Aydil
,
J. Am. Chem. Soc.
131
,
3985
(
2009
).
17.
X.
Feng
,
K.
Shankar
,
O.
Varghese
,
M.
Paulose
,
T. J.
Latempa
, and
C. A.
Grimes
,
Nano Lett.
8
,
3781
(
2008
).
18.
K.
Zhu
,
T. B.
Vinzant
,
N. R.
Neale
, and
A. J.
Frank
,
Nano Lett.
7
,
3739
(
2007
).
19.
P.
Wang
,
S. M.
Zakeeruddin
,
P.
Comte
,
R.
Charvet
,
R.
Humphry-Baker
, and
M.
Grätzel
,
J. Phys. Chem. B
107
,
14336
(
2003
).
20.
Z. S.
Wang
,
H.
Kawauchi
,
T.
Kashima
, and
H.
Arakawa
,
Coord. Chem. Rev.
248
,
1381
(
2004
).
21.
S.
Ito
,
S. M.
Zakeeruddin
,
R.
Humphry-Baker
,
P.
Liska
,
R.
Charvet
,
P.
Comte
,
M. K.
Nazeeruddin
,
P.
Péchy
,
M.
Takata
,
H.
Miura
,
S.
Uchida
, and
M.
Grätzel
,
Adv. Mater.
18
,
1202
(
2006
).
22.
S.
Nishimura
,
N.
Abrams
,
B. A.
Lewis
,
L. I.
Halaoui
,
T. E.
Mallouk
,
K. D.
Benkstein
,
J.
van de Lagemaat
, and
A. J.
Frank
,
J. Am. Chem. Soc.
125
,
6306
(
2003
).
23.
L. I.
Halaoui
,
N. M.
Abrams
, and
T. E.
Mallouk
,
J. Phys. Chem. B
109
,
6334
(
2005
).
24.
S. H. A.
Lee
,
N. M.
Abrams
,
P. G.
Hoertz
,
G. D.
Barber
,
L. I.
Halaoui
, and
T. E.
Mallouk
,
J. Phys. Chem. B
112
,
14415
(
2008
).
25.
T. P.
Chou
,
Q. F.
Zhang
,
G. E.
Fryxell
, and
G. Z.
Cao
,
Adv. Mater.
19
,
2588
(
2007
).
26.
Q. F.
Zhang
,
T. P.
Chou
,
B.
Russo
,
S. A.
Jenekhe
, and
G. Z.
Cao
,
Angew. Chem., Int. Ed.
47
,
2402
(
2008
).
27.
Q. F.
Zhang
,
T. P.
Chou
,
B.
Russo
,
S. A.
Jenekhe
, and
G. Z.
Cao
,
Adv. Funct. Mater.
18
,
1654
(
2008
).
28.
K.
Keis
,
E.
Magnusson
,
H.
Lindstrom
,
S. E.
Lindquist
, and
A. A.
Hagfeldt
,
Sol. Energy Mater. Sol. Cells
73
,
51
(
2002
).
29.
A. G.
Agrios
,
I.
Cesar
,
P.
Comte
,
M. K.
Nazeeruddin
, and
M.
Grätzel
,
Chem. Mater.
18
,
5395
(
2006
).
30.
H. J.
Koo
,
Y. J.
Kim
,
Y. H.
Lee
,
W. I.
Lee
,
K. K.
Kim
, and
N. G.
Park
,
Adv. Mater.
20
,
195
(
2008
).
31.
X. C.
Jiang
,
T.
Herricks
, and
Y. N.
Xia
,
Adv. Mater.
15
,
1205
(
2003
).
32.
L. S.
Zhong
,
J. S.
Hu
,
L. J.
Wan
, and
W. G.
Song
,
Chem. Commun.
1184
(
2008
).
33.
D. H.
Chen
,
F. Z.
Huang
,
Y. B.
Cheng
, and
R. A.
Caruso
,
Adv. Mater.
21
,
2206
(
2009
).
You do not currently have access to this content.