Optimizing the Efficiency of Solar Photon Upconversion
Source abstract
Abstract
Low-energy photons, which are not used by a solar cell, can be converted to higher-energy photons by photon upconversion. The figure-of-merit of upconvertors, J UC, is given in mA cm –2 under 1 sun excitation conditions. A device-relevant J UC should not be less than 0.1 mA cm –2 . However, to date, the highest J UC reported is in the 10 –2 mA cm –2 range. In this Perspective, we analyze the shortcomings of previously reported devices and unfold a roadmap toward device-relevant, high-efficiency upconvertors.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline
Research context
OpenAlex topics: Luminescence Properties of Advanced Materials · Random lasers and scattering media · Quantum Dots Synthesis And Properties
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
Affiliations
ARC Centre of Excellence in Exciton Science, School of Chemistry, University of New South Wales, Sydney, New South Wales 2052, Australia
Funding
Australian Research Council
References (100+)
Show source-provided references
1. 10.1016/j.rser.2014.08.04610.1016/j.rser.2014.08.046 ↗
2. 2015
3. 10.1063/1.173603410.1063/1.1736034 ↗
4. 10.1021/jz301069u10.1021/jz301069u ↗
5. 10.1002/pip.102410.1002/pip.1024 ↗
6. 10.1063/1.150567710.1063/1.1505677 ↗
7. 10.1063/1.235679510.1063/1.2356795 ↗
8. 10.1021/acs.jpclett.5b0071610.1021/acs.jpclett.5b00716 ↗
9. 10.1039/c2ee21136j10.1039/c2ee21136j ↗
10. 10.1071/CH1211710.1071/CH12117 ↗
11. 10.1021/jp309636m10.1021/jp309636m ↗
12. 10.1021/jz401050u10.1021/jz401050u ↗
13. 10.1117/1.JPE.3.03459810.1117/1.JPE.3.034598 ↗
14. MacQueen, R. W.; Schulze, T. F.; Khoury, T.; Cheng, Y. Y.; Stannowski, B.; Lips, K.; Crossley, M. J.; Schmidt, T.Nanostructured upconverters for improved solar cell performance;SPIE Solar Energy + Technology, 2013; pp882408–882408.10.1117/12.2026907 ↗
15. 10.1039/C5SC03215F10.1039/C5SC03215F ↗
16. 10.1143/JJAP.35.440110.1143/JJAP.35.4401 ↗
17. 10.1016/j.solmat.2005.09.02110.1016/j.solmat.2005.09.021 ↗
18. 10.1016/j.solmat.2007.02.00710.1016/j.solmat.2007.02.007 ↗
19. 10.1039/b913877c10.1039/b913877c ↗
20. 10.1063/1.347874210.1063/1.3478742 ↗
21. 10.1016/j.solmat.2010.06.02810.1016/j.solmat.2010.06.028 ↗
22. 10.1016/j.solmat.2010.06.00610.1016/j.solmat.2010.06.006 ↗
23. 10.1016/j.solmat.2010.08.02410.1016/j.solmat.2010.08.024 ↗
24. 10.1016/j.solmat.2013.12.00110.1016/j.solmat.2013.12.001 ↗
25. 10.1109/PROC.1973.915510.1109/PROC.1973.9155 ↗
26. Gamelin D. · 2001 · 214 · 110.1007/3-540-44474-2_1 ↗
27. 10.1021/cr020357g10.1021/cr020357g ↗
28. 10.1002/adma.20030571710.1002/adma.200305717 ↗
29. 10.1039/b506575e10.1039/b506575e ↗
30. 10.1063/1.185707310.1063/1.1857073 ↗
31. 10.1103/PhysRevLett.97.14390310.1103/PhysRevLett.97.143903 ↗
32. 10.1002/anie.20060161510.1002/anie.200601615 ↗
33. 10.1016/j.ccr.2010.01.00310.1016/j.ccr.2010.01.003 ↗
34. 10.1039/B913243K10.1039/B913243K ↗
35. 10.1021/jz100566u10.1021/jz100566u ↗
36. 10.1039/c1ra00469g10.1039/c1ra00469g ↗
37. 10.1039/c4cp00744a10.1039/c4cp00744a ↗
38. 10.1021/jz501799m10.1021/jz501799m ↗
39. 10.1039/C4EE02481H10.1039/C4EE02481H ↗
40. 10.1103/PhysRevLett.78.501410.1103/PhysRevLett.78.5014 ↗
41. 10.1063/1.297015710.1063/1.2970157 ↗
42. 10.1063/1.473127710.1063/1.4731277 ↗
43. Pusch, A.; Yoshida, M.; Hylton, N. P.; Mellor, A.; Vaquero-Steiner, A.; Phillips, C. C.; Hess, O.; Ekins-Daukes, N. J.The purpose of a photon ratchet in intermediate band solar cells.2016 IEEE 43rd Photovoltaic Specialists Conference (PVSC); 2016; pp0009–0012.10.1109/PVSC.2016.7749398 ↗
44. 10.1063/1.169904410.1063/1.1699044 ↗
45. 10.1098/rspa.1963.019710.1098/rspa.1963.0197 ↗
46. 10.1039/C7TA00317J10.1039/C7TA00317J ↗
47. 10.1021/acsenergylett.6b0000110.1021/acsenergylett.6b00001 ↗
48. 10.1021/acs.jpclett.5b0212010.1021/acs.jpclett.5b02120 ↗
49. 10.1039/C5CP04825G10.1039/C5CP04825G ↗
50. 10.1039/b714612d10.1039/b714612d ↗
51. 10.1039/C4RA08706B10.1039/C4RA08706B ↗
52. 10.1039/C4CP03936J10.1039/C4CP03936J ↗
53. 10.1364/OE.24.01489510.1364/OE.24.014895 ↗
54. Hofmann, C.; Herter, B.; Gutmann, J.; Löffler, J.; Fischer, S.; Wolf, S.; Piper, R.; Ekins-Daukes, N.; Treat, N.; Goldschmidt, J.Organic upconverters embedded in a Bragg structure;SPIE Photonics Europe; 2014; pp91400H–91400H.10.1117/12.2052286 ↗
55. 10.1364/OE.24.00A46010.1364/OE.24.00A460 ↗
56. 10.1364/OE.20.00027110.1364/OE.20.000271 ↗
57. 10.1364/OE.21.00A88310.1364/OE.21.00A883 ↗
58. 10.1039/c4tc00024b10.1039/c4tc00024b ↗
59. 10.1039/c000379d10.1039/c000379d ↗
60. 10.1039/C3NR04884E10.1039/C3NR04884E ↗
61. 10.1039/c4nr00224e10.1039/c4nr00224e ↗
62. 10.1021/jz501904210.1021/jz5019042 ↗
63. 10.1002/ange.20090580510.1002/ange.200905805 ↗
64. 10.1021/nl903046r10.1021/nl903046r ↗
65. 10.1021/jp412223m10.1021/jp412223m ↗
66. 10.1039/c3ra22130j10.1039/c3ra22130j ↗
67. 10.1088/0957-4484/22/32/32560410.1088/0957-4484/22/32/325604 ↗
68. 10.1021/ph500427k10.1021/ph500427k ↗
69. 10.1021/cr100267210.1021/cr1002672 ↗
70. 10.1016/0038-092X(77)90056-110.1016/0038-092X(77)90056-1 ↗
71. 10.3389/fenvs.2014.0001910.3389/fenvs.2014.00019 ↗
72. 10.1038/264734a010.1038/264734a0 ↗
73. 10.1038/ncomms464610.1038/ncomms4646 ↗
74. 10.1103/PhysRevB.84.19320310.1103/PhysRevB.84.193203 ↗
75. 10.1103/PhysRevLett.10.40010.1103/PhysRevLett.10.400 ↗
76. 10.1063/1.166977710.1063/1.1669777 ↗
77. 10.1063/1.167225910.1063/1.1672259 ↗
78. 10.1038/nchem.234810.1038/nchem.2348 ↗
79. 10.1002/adma.20130242710.1002/adma.201302427 ↗
80. 10.1038/srep1088210.1038/srep10882 ↗
81. 10.1021/jacs.6b0165210.1021/jacs.6b01652 ↗
82. 10.1117/12.28414710.1117/12.284147 ↗
83. 10.1117/12.219542410.1117/12.2195424 ↗
84. 10.1002/cphc.20090029010.1002/cphc.200900290 ↗
85. 10.1002/adfm.20120128410.1002/adfm.201201284 ↗
86. 10.1063/1.273447510.1063/1.2734475 ↗
87. 10.1021/nl503322a10.1021/nl503322a ↗
88. 10.1021/acs.nanolett.5b0213010.1021/acs.nanolett.5b02130 ↗
89. 10.1126/science.aad637810.1126/science.aad6378 ↗
90. 10.1002/chem.20160099810.1002/chem.201600998 ↗
91. 10.1021/acs.nanolett.6b0350310.1021/acs.nanolett.6b03503 ↗
92. 10.1039/C6SC00257A10.1039/C6SC00257A ↗
93. 10.1021/acs.chemmater.5b0373110.1021/acs.chemmater.5b03731 ↗
94. 10.1021/cm071410q10.1021/cm071410q ↗
95. 10.1021/acs.jpclett.5b0127110.1021/acs.jpclett.5b01271 ↗
96. 10.1021/cm301241410.1021/cm3012414 ↗
97. 10.1039/C4MH00168K10.1039/C4MH00168K ↗
98. 10.1039/C4TC02584A10.1039/C4TC02584A ↗
99. 10.1021/acsenergylett.6b0065210.1021/acsenergylett.6b00652 ↗
100. 10.1038/nphoton.2015.22610.1038/nphoton.2015.226 ↗