Optimization of Carrier Multiplication for More Effcient Solar Cells: The Case of Sn Quantum Dots
Source abstract
Abstract
We present calculations of impact ionization rates, carrier multiplication yields, and solar-power conversion efficiencies in solar cells based on quantum dots (QDs) of a semimetal, α-Sn. Using these results and previous ones on PbSe and PbS QDs, we discuss a strategy to select QDs with the highest carrier multiplication rate for more efficient solar cells. We suggest using QDs of materials with a close to zero band gap and a high multiplicity of the bands in order to favor the relaxation of photoexcited carriers by impact ionization. Even in that case, the improvement of the maximum solar-power conversion efficiency appears to be a challenging task.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline
Research context
OpenAlex topics: Quantum Dots Synthesis And Properties · Chalcogenide Semiconductor Thin Films · Nanowire Synthesis and Applications
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
Affiliations
IEMN, Department ISEN, 41 boulevard Vauban, 59046 Lille Cedex, France
References (44)
Show source-provided references
1. Schaller R. D. · Phys. Rev. Lett. · 2004 · 92 · 186601-1/410.1103/PhysRevLett.92.186601 ↗
2. Ellingson R. · Nano Lett. · 2005 · 5 · 86510.1021/nl0502672 ↗
3. Pijpers J. J. H. · J. Phys. Chem. C · 2007 · 111 · 414610.1021/jp066709v ↗
4. Pijpers J. J. H. · J. Phys. Chem. C · 2008 · 112 · 478310.1021/jp800834h ↗
5. Trinh M. T. · Nano Lett. · 2008 · 8 · 171310.1021/nl0807225 ↗
6. Nair G. · Phys. Rev. B · 2008 · 78 · 12532510.1103/PhysRevB.78.125325 ↗
7. McGuire J. A. · Acc. Chem. Res. · 2008 · 41 · 181010.1021/ar800112v ↗
8. McGuire J. A. · Nano Lett. · 2010 · 10 · 204910.1021/nl100177c ↗
9. Pijpers J. J. H. · Nat. Phys. · 2009 · 5 · 81110.1038/nphys1393 ↗
10. Nozik A. · Annu. Rev. Phys. Chem. · 2001 · 52 · 19310.1146/annurev.physchem.52.1.193 ↗
11. Schaller R. · Nat. Phys. · 2005 · 1 · 18910.1038/nphys151 ↗
12. Allan G. · Phys. Rev. B · 2006 · 73 · 205423-1/510.1103/PhysRevB.73.205423 ↗
13. Franceschetti A. · Nano Lett. · 2006 · 6 · 219110.1021/nl0612401 ↗
14. Hanna M. C. · J. Appl. Phys. · 2006 · 100 · 074510-1/810.1063/1.2356795 ↗
15. Allan G. · Phys. Rev. B · 2008 · 77 · 125340-1/1010.1103/PhysRevB.77.125340 ↗
16. Luo J. W. · Nano Lett. · 2008 · 8 · 317410.1021/nl801459h ↗
17. Rabani E. · Nano Lett. · 2008 · 8 · 448810.1021/nl802443c ↗
18. Sevik C. · Phys. Rev. B · 2008 · 77 · 125414-1/410.1103/PhysRevB.77.125414 ↗
19. Delerue C. · Phys. Rev. B · 2010 · 81 · 125306-1/610.1103/PhysRevB.81.125306 ↗
20. Rabani E. · Chem. Phys. Lett. · 2010 · 496 · 22710.1016/j.cplett.2010.07.059 ↗
21. Nair G. · Nano Lett. · 2011 · 11 · 214510.1021/nl200798x ↗
22. Velizhanin K. A. · Phys. Rev. Lett. · 2011 · 106 · 207401-1/410.1103/PhysRevLett.106.207401 ↗
23. Werner J. H. · Phys. Rev. Lett. · 1994 · 72 · 385110.1103/PhysRevLett.72.3851 ↗
24. Landsberg P. T. · 1991
25. Wolf M. · J. Appl. Phys. · 1998 · 83 · 421310.1063/1.367177 ↗
26. Beard M. C. · Nano Lett. · 2010 · 10 · 301910.1021/nl101490z ↗
27. Nootz G. · Phys. Rev. B · 2011 · 83 · 155302-1/710.1103/PhysRevB.83.155302 ↗
28. Trinh M. T. · Nano Lett. · 2011 · 11 · 162310.1021/nl200014g ↗
29. Pedersen T. G. · J. Phys. Chem. Solids · 2010 · 71 · 1810.1016/j.jpcs.2009.10.002 ↗
30. Moontragoon P. · J. Appl. Phys. · 2008 · 103 · 103712-1/810.1063/1.2932169 ↗
31. Arslan I. · Science · 2005 · 309 · 219510.1126/science.1116745 ↗
32. Karim A. · Opt. Mater. · 2005 · 27 · 83610.1016/j.optmat.2004.08.020 ↗
33. Lei Y. · Appl. Phys. Lett. · 2003 · 82 · 426210.1063/1.1584073 ↗
34. Wehrenberg B. L. · J. Phys. Chem. B · 2002 · 106 · 1063410.1021/jp021187e ↗
35. Okuno T. · Appl. Phys. Lett. · 2000 · 77 · 50410.1063/1.127025 ↗
36. Harbold J. M. · Phys. Rev. B · 2005 · 72 · 195312-1/610.1103/PhysRevB.72.195312 ↗
37. Bonati C. · Phys. Rev. B · 2007 · 76 · 033304-1/410.1103/PhysRevB.76.033304 ↗
38. Brendel R. · Sol. Energy Mater. Sol. Cells · 1996 · 41 · 41910.1016/0927-0248(95)00125-5 ↗
39. Gonze X. · Phys. Rev. B · 1990 · 41 · 1182710.1103/PhysRevB.41.11827 ↗
40. Slater J. C. · Phys. Rev. · 1954 · 94 · 149810.1103/PhysRev.94.1498 ↗
41. Gonze X. · Comput. Phys. Commun. · 2009 · 180 · 258210.1016/j.cpc.2009.07.007 ↗
42. Hartwigsen C. · Phys. Rev. B · 1998 · 58 · 364110.1103/PhysRevB.58.3641 ↗
43. Kane E. O. · Phys. Rev. · 1967 · 159 · 62410.1103/PhysRev.159.624 ↗
44. Delerue C. · Phys. Rev. B · 1997 · 56 · 1530610.1103/PhysRevB.56.15306 ↗