Multiple exciton generation in semiconductor nanocrystals: Toward efficient solar energy conversion

Laser and Photonics Reviews

Volumn 2, Issue 5, 2008, Pages 377-399

  Beard, Matthew C ^a   Ellingson, Randy J ^a  

^a NATIONAL RENEWABLE ENERGY LABORATORY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 57549103369     PISSN: 18638880     EISSN: 18638899     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/lpor.200810013     Document Type: Review

References (99)

1. M. A. Green, K. Emery, Y. Hishikawa, and W. Warta, Prog. Photovolt., Res. Appl. 15, 425 ( 2007).
2. A. Slade and V. Garboushian, An improved high concentration solar cell and its implication for the mass production of high concentration PV systems, presented at the 21st European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition, Dresden, Germany, 2006 (unpublished).
3. W. Shockley and H. J. Queisser, J. Appl. Phys. 32, 510 (1961).
4. R. R. King, D. C. Law, K. M. Edmondson, C. M. Fetzer, G. S. Kinsey, H. Yoon, R. A. Sherif, and N. H. Karam, Appl. Phys. Lett. 90, 183516 (2007).
5. A. J. Nozik, Annu. Rev. Phys. Chem. 52, 193 (2001).
6. P. T. Landsberg, H. Nussbaumer, and G. Willeke, J. Appl. Phys. 74, 1451 (1993).
7. S. Kolodinski, J. H.Werner, T. Wittchen, and H. J. Queisser, Appl. Phys. Lett. 63, 2405 (1993).
8. R. T. Ross and A. J. Nozik, J. Appl. Phys. 53, 3813 (1982).
9. M. C. Hanna and A. J. Nozik, J. Appl. Phys. 100, 074510/1 (2006).
10. M. Nirmal, B. O. Dabbousi, M. G. Bawendi, J. J. Macklin, J. K. Trautman, T. D. Harris, and L. E. Brus, Nature (London) 383, 802 (1996).
11. A. L. Efros and M. Rosen, Phys. Rev. Lett. 78, 1110 (1997).
12. A. J. Nozik, Physica E 14, 115 (2002).
13. R. Schaller and V. Klimov, Phys. Rev. Lett. 92, 186601 (2004).
14. R. J. Ellingson, M. C. Beard, J. C. Johnson, P. Yu, O. I. Mićić, A. J. Nozik, A. Shabaev, and A. L. Efros, Nano Lett. 5, 865 (2005).
15. J. E. Murphy, M. C. Beard, A. G. Norman, S. P. Ahrenkiel, J. C. Johnson, P. Yu, O. I. Mićić, R. J. Ellingson, and A. J. Nozik, J. Am. Chem. Soc. 128, 3241 (2006).
16. R. D. Schaller, M. Sykora, J. M. Pietryga, and V. I. Klimov, Nano Lett. 6, 424 (2006).
17. U. Woggon, Optical Properties of Semiconductor Quantum Dots (Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg, 1997).
18. A. P. Alivisatos, J. Phys. Chem. 100, 13226 (1996).
19. A. L. Efros, in: Semiconductor Nanocrystals, Vol. 6, edited by A. L. Efros, D. J. Lockwood, and L. Tsybeskov (Kluwer Academic/ Plenum Publishers, New York, 2003), p. 52.
20. A. L. Efros and A. L. Efros, Sov. Phys.-Semicond. 16, 772 (1982).
21. L. E. Brus, J. Chem. Phys. 80, 4403 (1984).
22. D. J. Norris and M. G. Bawendi, Phys. Rev. B 53, 16338 (1996).
23. A. L. Efros, V. A. Kharchenko, and M. Rosen, Solid State Commun. 93, 281 (1995).
24. P. Guyot-Sionnest, M. Shim, C. Matranga, and M. Hines, Phys. Rev. B. 60, R2181 (1999).
25. V. I. Klimov, A. A. Mikhailovsky, D.W. McBranch, C. A. Leatherdale, and M. G. Bawendi, Phys. Rev. B 61, R13349 (2000).
26. J. L. Blackburn, R. J. Ellingson, O. I. Mićić, A. J. Nozik, J. Phys. Chem. B 107, 102 (2003).
27. P. Guyot-Sionnest, B. Wehrenberg, and D. Yu, J. Chem. Phys. 123, 074709 (2005).
28. A. R. Kortan, R. Hull, R. L. Opila, M. G. Bawendi, M. L. Steigerwald, P. J. Carroll, and L. E. Brus, J. Am. Chem. Soc. 112, 1327 (1990).
29. M. A. Hines and P. Guyot-Sionnest, J. Phys. Chem. B 100, 468 (1996).
30. V. I. Klimov, A. A. Mikhailovsky, D. W. McBranch, C. A. Leatherdale, M. G. Bawendi, Science 287, 1011 (2000).
31. R. Koole, G. Allan, C. Delerue, A. Meijerink, D. Vanmaekelbergh, and A. J. Houtepen, Small 4, 127 (2008).
32. I. Kang and F. W. Wise, J. Opt. Soc. Am. B 14, 1632 (1997).
33. J. J. Peterson, L. B. Huang, C. Delerue, G. Allan, and T. D. Krauss, Nano Lett. 7, 3827 (2007).
34. P. Liljeroth, P. A. Z. van Emmichoven, S. G. Hickey, H. Weller, B. Grandidier, G. Allan, and D. Vanmaekelbergh, Phys. Rev, Lett. 95 (2005).
35. S. V. Kilina, C. F. Craig, D. S. Kilin, and O. V. Prezhdo, J. Phys. Chem. C 111, 4871 (2007).
36. V. I. Klimov, J. Phys. Chem. B 104, 6112 (2000).
37. T. Elsaesser and J. Shah, Phys. Rev. Lett. 66, 1757 (1991).
38. W. S. Pelouch, R. J. Ellingson, P. E. Powers, C. L. Tang, D. M. Szmyd, and A. J. Nozik, Phys. Rev. B. 45, 1450 (1992)
39. W. S. Pelouch, R. J. Ellingson, P. E. Powers, C. L. Tang, D. M. Szmyd, and A. J. Nozik, Semicond. Sci. Technol. 7, B337 (1992).
40. H. K. Jung, K. Taniguchi, and C. Hamaguchi, J. Appl. Phys. 79, 2473 (1996).
41. P. T. Landsberg, Recombination in Semiconductors (Cambridge University Press, Cambridge, 1991).
42. A. Smith and D. Dutton, J. Opt. Soc. Am. B 48, 1007 (1958).
43. R. J. Hodgkinson, Proc. Phys. Soc. 82, 1010 (1963).
44. O. Christensen, J. Appl. Phys. 47, 690 (1976).
45. F. J. Wilkinson, A. J. D. Farmer, and J. Geist, J. Appl. Phys. 54, 1172 (1983).
46. L. R. Canfield, R. E. Vest, R. Korde, H. Schmidtke, and R. Desor, Metrologia 35, 329 (1998).
47. D. J. Erskine, A. C. Taylor, and C. L. Tang, Appl Phys. Lett. 45, 54 (1984).
48. A. J. Taylor, D. J. Erskine, and C. L. Tang, I Opt. Soc. Am. B 2, 663 (1985).
49. R. Korde and J. Geist, Appl. Opt. 26, 5284 (1987).
50. W. Pötz, Phys. Rev. B 36, 5016 (1987).
51. V. I. Klimov, D. W. McBranch, C. A. Leatherdale, and M. G. Bawendi, Phys. Rev. B 60, 13740 (1999).
52. P. Yu, J. M. Nedeljkovic, P. A. Ahrenkiel, R. J. Ellingson, and A. J. Nozik, Nano Lett. 4, 1089 (2004).
53. E. Hendry, M. Koeberg, F. Wang, H. Zhang, C. D. Donega, D. Vanmaekelbergh, and M. Bonn, Phys. Rev. Lett. 96 (2006).
54. J. M. Harbold, H. Do, T. D. Krauss, K. S. Cho, C. B. Murray, and F. W. Wise, Phys. Rev. B 72 (2005).
55. A. Shabaev, A. L. Efros, and A. J. Nozik, Nano Lett. 6, 2856 (2006).
56. W. K. Metzger, M, W. Wanlass, R. J. Ellingson, R. K. Ahrenkiel, and J. J. Carapella, Appl. Phys. Lett. 79, 3272 (2001).
57. D. I. Chepic, A. L. Efros, A. I. Ekimov, M. G. Ivanov, V. A. Kharchenko, I. A. Kudriavtsev, and T. V. Yazeva, J. Lumin. 47, 113 (1990).
58. A. V. Barzykin and M. Tachiya, J. Phys., Condens. Matter. 19, 065105 (2007).
59. R. D. Schaller, M. Sykora, S. Jeong, and V. I. Klimov, J. Phys. Chem B 110, 25332 (2006).
60. D. Oron, M. Kazes, I. Shweky, and U. Banin, Phys. Rev. B 74, 115333 (2006).
61. J. J. H. Pijpers, E. Hendry, M. T. W. Milder, R. Fanciulli, J. Savolainen, J. L. Herek, D. Vanmaekelbergh, S. Ruhman, D. Mocatta, D. Oron, A. Aharoni, U. Banin, and M. Bonn, J. Phys. Chem. C 112, 4783 (2008).
62. G. Nair and M.G. Bawendi, Phys. Rev. B 76, 081304 (2007).
63. M. Law, J. M. Luther, S. Song, B. K. Hughes, C. L. Perkins, and A. J. Nozik, J. Am. Chem. Soc. 130, 5974 (2008).
64. M. Ben-Lulu, D. Mocatta, M. Bonn, U. Banin, and S. Ruhman, Nano Lett. 8, 1207 (2008).
65. M. C. Beard, K. P. Knutsen, P. Yu, J. M. Luther, Q. Song, W. K. Metzger, R. J. Ellingson, and A. J. Nozik, Nano Lett. 7, 2506 (2007).
66. D. Kovalev, J. Diener, H. Heckler, G. Polisski, N. Kunzner, and F. Koch, Phys. Rev. B 61, 4485 (2000).
67. R. D. Schaller. M.A. Petruska, and V. I. Klimov, Appl. Phys. Lett. 87, 253102 (2005).
68. R. D. Schaller, J. M. Pietryga, and V. I. Klimov, Nano Lett. 7, 3469 (2007).
69. V. I. Klimov, Appl. Phys. Lett. 89, 123118 (2006).
70. J. M. Luther, M. C. Beard, Q. Song, M. Law, R. J. Ellingson, and A. J. Nozik, Nano Lett. 7, 1779 (2007).
71. F. W. Wise, Acc. Chem. Res. 33, 773 (2000).
72. V.I. Rupasov and V. I. Klimov, Phys. Rev. B, Condens. Matter Mater. Phys. 76, 125321 (2007).
73. E. Lifshitz, M. Brumer, A. Kigel, A. Sashchiuk, M. Bashouti, M. Sirota, E. Galun, Z. Burshtein, A. Q. LeQuang, I. Ledoux-Rak, and J. Zyss, J. Phys. Chem. B 110, 25356 (2006).
74. V. I. Klimov and D. W. McBranch, Phys. Rev. Lett. 80, 4028 (1998).
75. A. Aharoni, T. Mokari, I. Popov, and U. Banin, J. Am. Chem. Soc. 128, 257 (2006).
76. R. D. Schaller, V. M. Agranovitch, and V. I. Klimov, Nature Phys. 1, 189 (2005).
77. A. Franceschetti, J. M. An, and A. Zunger, Nano Lett. 6, 2191 (2006).
78. G. Allan and C. Delerue, Phys. Rev. B 73, 205423 (2006).
79. H. Kamisaka, S. V. Kilina, K. Yamashita, and O. V. Prezhdo, Nano Lett. 6, 2295 (2006).
80. P. V. Kamat, J. Phys. Chem. C 111, 2834 (2007).
81. J. E. Murphy, M. C. Beard, and A. J. Nozik, J. Phys. Chem B 110, 25455 (2006).
82. J. M. Luther, M. Law, Q. Song, C. L. Perkins, M. C. Beard, and A. J. Nozik, ACS Nano 2, 271 (2008).
83. D. V. Talapin and C. B. Murray, Science 310, 86 (2005).
84. D. Yu, C. J. Wang, and P. Guyot-Sionnest, Science 300, 1277 (2003).
85. J. P. Clifford, K. W. Johnston, L. Levina, and E. H. Sargut, APL 91, 253117 (2007).
86. A. Zaban, O. I. Mićić, B. A. Gregg, and A. J. Nozik, Langmuir 14, 3153 (1998).
87. C. H. Chang and Y. L. Lee, Appl. Phys. Lett. 91 (2007).
88. R. Vogel, P. Hoyer. and H. Weller, J. Phys. Chem. C 98, 3183 (1994).
89. X. M. Jiang, R. D. Schaller, S. B. Lee, J. M. Pietryga, V. I. Klimov, and A. A. Zakhidov, J. Mater. Res. 22, 2204 (2007).
90. S. A. McDonald, G. Konstantatos, S. G. Zhang, P. W. Cyr, E. J. D. Klem, L. Levina, and E. H. Sargent, Nature Mater. 4, 138 (2005).
91. P. C. Findlay, J.-P. R. Wells, I. V. Bradley, J. G. Crowder, C. R. Pidgeon, B. N. Murdin, M. J. Yang, I. V. Vurgattman, and J. R. Meyer, Phys. Rev. B 62, 10297 (2000).
92. S. J. Singh, W. J., W. Siebrand, B. P. Stoicheff, and W. G. Schneider, J. Chem. Phys. 42, 330 (1965).
93. C. E. Swenberg and W. T. Stacy, Chem. Phys. Lett. 2, 237 (1968).
94. J. Paci, J. C. Johnson, X. D. Chen, G. Rana, D. Popovic, D. E. David, A. J. Nozik, M. A. Ratner, and J. Michl, J. Am. Chem. Soc. 128, 16546 (2006).
95. A. M. Muller, Y. S. Avlasevich, W. W. Schoeller, K. Mullen, and C. J. Bardeen, J. Am. Chem. Soc. 129, 14240 (2007).
96. G. W. Charache, P. F. Baldasaro, L. R. Danielson, D. M. De-Poy, M. J. Freeman, C. A. Wang, H. K. Choi, D. Z. Garbuzov, R. U. Martinelli, V. Khalfin, S. Saroop, J. M. Borrego, and R. J. Gutmann, J. Appl. Phys. 85, 2247 (1999).
97. http://www.ioffe.rssi.ru/SVA/NSM/Semicond/.
98. P. C. Findlay, C. R. Pidgeon, R. Kotitschke, A. Hollingworth, B. N. Murdin, C. J. G. M. Langerak, A. F. G. van der Meer, C. M. Ciesla, J. Oswald, A. Homer, G. Springholz, and G. Bauer, Phys. Rev. B 58, 12908 (1998).
99. R. Klann, T. Höfer, R. Buhleier, T. Elsaesser, and J. W. Tomm, J. Appl. Phys. 77, 277 (1995).