Matrix-embedded silicon quantum dots for photovoltaic applications: A theoretical study of critical factors

Energy and Environmental Science

Volumn 4, Issue 7, 2011, Pages 2546-2557

  Luo, Jun Wei ^a   Stradins, Paul ^a   Zunger, Alex ^a  

^a NATIONAL RENEWABLE ENERGY LABORATORY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ATOMISTIC CALCULATIONS; CHARGE SEPARATIONS; CONDUCTION-BAND STATE; CRITICAL FACTORS; DETRIMENTAL EFFECTS; DOT SIZE; EXCITON-BINDING ENERGY; LINEAR DEPENDENCE; LINEAR FUNCTIONS; MANY-BODY INTERACTIONS; MATRIX; MINIBANDS; OPTICAL GAP; PHOTOVOLTAIC APPLICATIONS; QUANTUM CONFINEMENT EFFECTS; SI QUANTUM DOT; SILICON QUANTUM DOTS; THEORETICAL STUDY; WEAK ABSORPTION;

ABSORPTION; ABSORPTION SPECTROSCOPY; ATOMIC SPECTROSCOPY; BINDING ENERGY; ELECTRON MOBILITY; EXCITONS; QUANTUM CONFINEMENT; SILICON; SOLAR POWER GENERATION; SURFACE TREATMENT;

SEMICONDUCTOR QUANTUM DOTS;

ABSORPTION; CHEMICAL BINDING; PHOTOVOLTAIC SYSTEM; QUANTUM MECHANICS; SILICON; THEORETICAL STUDY;

EID: 79959824635     PISSN: 17545692     EISSN: 17545706     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c1ee01026c     Document Type: Article

References (63)

1. A. J. Nozik Phys. E. 2002 14 115
2. A. J. Nozik Nano Lett. 2010 10 2735
3. G. E. Jabbour D. Doderer Nat. Photonics 2010 4 604
4. J. Nelson, The Physics of Solar Cells, Imperial College press, 2003
5. R. Leon G. M. Swift B. Magness W. A. Taylor Y. S. Tang K. L. Wang P. Dowd Y. H. Zhang Appl. Phys. Lett. 2000 76 2074
6. A. J. Nozik Phys. E. 2002 14 115
7. R. D. Schaller V. I. Klimov Phys. Rev. Lett. 2004 92 186601
8. R. J. Ellingson M. C. Beard J. C. Johnson P. Yu O. I. Micic A. J. Nozik A. Shabaev A. L. Efros Nano Lett. 2005 5 865
9. J. W. Luo A. Franceschetti A. Zunger Nano Lett. 2008 8 3174
10. J. W. Luo A. Zunger Phys. Rev. Lett. 2010 105 176805
11. L. W. Wang Phys. Rev. B: Condens. Matter 2000 61 7241
12. H. Fu L. W. Wang A. Zunger Appl. Phys. Lett. 1997 71 3433
13. A. Zunger, in Quantum Theory of Real Materials, ed, J. R. Chelikowsky, and, S. G. Louie,, Kluwer, Boston, 1996, p. 173
14. J. W. Luo A. N. Chantis M. van Schilfgaarde G. Bester A. Zunger Phys. Rev. Lett. 2010 104 066405
15. C. Pryor J. Kim L. W. Wang A. J. Williamson A. Zunger J. Appl. Phys. 1998 83 2548
16. R. W. Godby M. Schlüter L. J. Sham Phys. Rev. Lett. 1986 56 2415
17. M. S. Hybertsen S. G. Louie Phys. Rev. B 1986 34 5390
18. J. W. Luo A. Franceschetti A. Zunger Nano Lett. 2009 9 2648
19. A. Franceschetti H. Fu L. W. Wang A. Zunger Phys. Rev. B: Condens. Matter 1999 60 1819
20. L. W. Wang A. Zunger Phys. Rev. B: Condens. Matter 1995 51 17398
21. L. Kleinman D. M. Bylander Phys. Rev. Lett. 1982 48 1425
22. G. Bester S. Nair A. Zunger Phys. Rev. B: Condens. Matter 2003 67 161306
23. Semiconductors: Group IV Elements, IV-IV and III-V Compunds, Landolt-Börnstein, New Series, Group III, Vol. 41, Pt. A, ed., U. Rössler,, Springer-Verlag, Berlin, 2001
24. A. Puzder A. J. Williamson J. C. Grossman G. Galli Phys. Rev. Lett. 2002 88 097401
25. A. Gali M. Vrs D. Rocca G. T. Zimanyi G. Galli Nano Lett. 2009 9 3780
26. D. X. Li J. Y. Feng Appl. Phys. Lett. 2008 92 243117
27. Z. Wu J. B. Neaton J. C. Grossman Nano Lett. 2009 9 2418
28. X. Zhao C. M. Wei L. Yang M. Y. Chou Phys. Rev. Lett. 2004 92 236805
29. M. V. Wolkin J. Jorne P. M. Fauchet G. Allan C. Delerue Phys. Rev. Lett. 1999 82 197
30. L. W. Wang A. Zunger J. Chem. Phys. 1994 100 2394
31. J. Shumway A. Franceschetti A. Zunger Phys. Rev. B: Condens. Matter 2001 63 155316
32. J. W. Luo S. S. Li J. B. Xia L. W. Wang Appl. Phys. Lett. 2006 88 143108
33. B. G. Fernandez M. López C. García A. Pérez- Rodríguez J. R. Morante C. Bonafos M. Carrada A. Claverie J. Appl. Phys. 2002 91 798 807
34. G. Ledoux J. Gong F. Huisken O. Guillois C. Reynaud Appl. Phys. Lett. 2002 80 4834
35. T. Y. Kim N. M. Park K. H. Kim G. Y. Sung Y. W. Ok T. Y. Seong C. J. Choi Appl. Phys. Lett. 2004 85 5355
36. Y. Kanemitsu S. Okamoto M. Otobe S. Oda Phys. Rev. B: Condens. Matter 1997 55 R7375
37. G. Conibeer et al. Thin Solid Films 2006 511 & 512 654
38. G. Conibeer et al. Thin Solid Films 2008 516 6748
39. G. Conibeer, Third Generation Photovoltaics: Silicon nanostructure & Hot Carrier solar cells, GCEP Research Symposium, Stanford University, Oct 1-3, 2008
40. G. Conibeer et al., Silicon quantum dot based solar cells: addressing the issues of doping, voltage and current transport Prog. Photovoltaics 2010 10.1002/pip.1045
41. S. Takeoka M. Fujii S. Hayashi Phys. Rev. B: Condens. Matter 2000 62 16820
42. F. Meillaud A. Shah C. Droz E. Vallat-Sauvain C. Miazza Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2006 90 2952
43. B. A. Gregg J. Phys. Chem. B 2003 107 4688
44. G. D. Scholes G. Rumbles Nat. Mater. 2006 5 683
45. F. A. Reboredo A. Franceschetti A. Zunger Phys. Rev. B: Condens. Matter 2000 61 13073
46. A. Franceschetti A. Williamson A. Zunger J. Phys. Chem. B 2000 104 3398
47. K. Nishiguchi X. Zhao S. Odaa J. Appl. Phys. 2002 92 2748
48. M. Sykora L. Mangolini R. D. Schaller U. Kortshagen D. Jurbergs V. I. Klimov Phys. Rev. Lett. 2008 100 067401
49. G. M. Dalpian M. L. Tiago M. L. del Puerto J. R. Chelikowsky Nano Lett. 2006 6 501
50. S. V. Goupalov Phys. Rev. B 2009 79 23305
51. H. T. Grahn K. von Klitzing K. Ploog G. H. Döhler Phys. Rev. B: Condens. Matter 1991 43 12094
52. D. V. Talapin J. S. Lee M. V. Kovalenko E. V. Shevchenko Chem. Rev. 2010 110 389
53. A. J. Houtepen D. Kockmann D. Vanmaekelbergh Nano Lett. 2008 8 3516
54. M. S. Kang A. Saku D. J. Norris C. D. Frisbie Nano Lett. 2010 10 3727
55. Y. Liu M. Gibbs J. Puthussery S. Gaik R. Ihly H. W. Hillhouse M. Law Nano Lett. 2010 10 1960
56. Z. C. Holman C. Liu U. R. Kortshagen Nano Lett. 2010 10 2661
57. B. Sun E. Marx N. C. Greenham Nano Lett. 2003 3 961
58. S. Dayal N. Kopidakis D. C. Olson D. S. Ginley G. Rumbles Nano Lett. 2010 10 239
59. C. Y. Liu Z. C. Holman U. R. Kortshagen Nano Lett. 2009 9 449
60. H. Z. Song K. Akahane S. Lan H. Z. Xu Y. Okada M. Kawabe Phys. Rev. B: Condens. Matter 2001 64 085303
61. L. P. Rokhinson L. J. Guo S. Y. Chou D. C. Tsui E. Eisenberg R. Berkovits B. L. Altshuler Phys. Rev. Lett. 2002 88 186801
62. J. M. Luther J. Gao M. T. Lloyd O. E. Semonin M. C. Beard A. J. Nozik Adv. Mater. 2010 22 3704
63. S. Kilina S. Ivanov S. Tretiak J. Am. Chem. Soc. 2009 131 7717