Carbon nanotube-silicon solar cells

Advanced Energy Materials

Volumn 2, Issue 9, 2012, Pages 1043-1055

  Tune, Daniel D ^a   Flavel, Benjamin S ^b   Krupke, Ralph ^b,c   Shapter, Joseph G ^a  

^a FLINDERS UNIVERSITY   (Australia)

^b KARLSRUHE INSTITUTE OF TECHNOLOGY   (Germany)

^c DARMSTADT UNIVERSITY OF TECHNOLOGY   (Germany)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ELECTRICAL AND OPTICAL PROPERTIES; HETEROJUNCTION SOLAR CELLS; HIGH COSTS; LIGHT-HARVESTING; ORGANIC PHOTOVOLTAICS; PHOTOACTIVITY; PHOTOVOLTAIC; PHOTOVOLTAIC DEVICES; PHOTOVOLTAIC MATERIALS; PHOTOVOLTAICS; POWER CONVERSION;

ELECTRIC PROPERTIES; HETEROJUNCTIONS; OPTICAL PROPERTIES; PHOTOVOLTAIC CELLS; SILICON SOLAR CELLS; SINGLE-WALLED CARBON NANOTUBES (SWCN);

SEMICONDUCTING SILICON;

EID: 84867293572     PISSN: 16146832     EISSN: 16146840     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/aenm.201200249     Document Type: Article

References (131)

1. S. Iijima, Nature 1991, 354, 56.
2. S. Iijima, T. Ichihashi, Nature 1993, 363, 603.
3. D. S. Bethune, C. H. Kiang, M. S. d. Vries, G. Gorman, R. Savoy, J. Vazquez, R. Beyers, Nature 1993, 363, 605
4. J. W. Mintmire, C. T. White, Carbon 1995, 33, 893;
5. Y. Ouyang, Y. Yoon, J. Guo, J. Computer-Aided Mater. Design 2007, 14, 73.
6. Z. Wu, Z. Chen, X. Du, J. M. Logan, J. Sippel, M. Nikolou, K. Kamaras, J. R. Reynolds, D. B. Tanner, A. F. Hebard, A. G. Rinzler, Science 2004, 305, 1273;
7. A. Ugawa, J. Hwang, H. H. Gommans, H. Tashiro, A. G. Rinzler, D. B. Tanner, Curr. Appl. Phys. 2001, 1, 45.
8. E. T. Thostenson, Z. Ren, T.-W. Chou, Composites Sci. Technol. 2001, 61, 1899;
9. M. S. Dresselhaus, G. Dresselhaus, A. Jorio, Annu. Rev. Mater. Res. 2004, 34, 247;
10. T. W. Odom, J.-L. Huang, P. Kim, C. M. Lieber, J. Phys. Chem. B 2000, 104, 2794.
11. T. W. Odom, J.-L. Huang, P. Kim, C. M. Lieber, Nature 1998, 391, 62;
12. M. S. Dresselhaus, G. Dresselhaus, R. Saito, Carbon 1995, 33, 883.
13. T. Belin, F. Epron, Mater. Sci. Engin. B 2005, 119, 105;
14. M. Terrones, Annu. Rev. Mater. Res. 2003, 33, 419.
15. S. Reich, C. Thomsen, J. Maultzsch, Carbon Nanotubes: Basic Concepts and Physical Properties, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, Germany 2004.
16. E. H. Hároz, B. Y. Lu, P. Nikolaev, S. Arepalli, R. H. Hauge, J. Kono, J. Am. Chem. Soc. 2011, 134, 4461.
17. T. W. Ebbesen, P. M. Ajayan, Nature 1992, 358, 220.
18. C. D. Spataru, S. Ismail-Beigi, L. X. Benedict, S. G. Louie, Phys. Rev. Lett. 2004, 92, 077402.
19. S. M. Bachilo, M. S. Strano, C. Kittrell, R. H. Hauge, R. E. Smalley, R. B. Weisman, Science 2002, 298, 2361.
20. Handbook of Photovoltaic Science and Engineering (Eds: A. Luque, S. Hegedus ), John Wiley & Sons, Chichester, England 2010.
21. R. B. Weisman, S. M. Bachilo, Nano Lett. 2003, 3, 1235.
22. P. G. Collins, K. Bradley, M. Ishigami, A. Zettl, Science 2000, 287, 1801.
23. H. Tantang, J. Y. Ong, C. L. Loh, X. Dong, P. Chen, Y. Chen, X. Hu, L. P. Tan, L.-J. Li, Carbon 2009, 47, 1867;
24. T. M. Barnes, J. L. Blackburn, J. van de Lagemaat, T. J. Coutts, M. J. Heben, ACS Nano 2008, 2, 1968.
25. C. Zhou, J. Kong, E. Yenilmez, H. Dai, Science 2000, 290, 1552.
26. C. Klinke, J. Chen, A. Afzali, P. Avouris, Nano Lett. 2005, 5, 555.
27. Z. Li, V. Saini, E. Dervishi, V. P. Kunets, J. Zhang, Y. Xu, A. R. Biris, G. J. Salamo, A. S. Biris, Applied Physics Letters 2010, 96, 033110.
28. C. Biswas, S. Y. Lee, T. H. Ly, A. Ghosh, Q. N. Dang, Y. H. Lee, ACS Nano 2011, 5, 9817.
29. P. Redlich, J. Loeffl er, P. M. Ajayan, J. Bill, F. Aldinger, M. Rühle, Chem. Phys. Lett. 1996, 260, 465.
30. P. Ayala, R. Arenal, M. Rümmeli, A. Rubio, T. Pichler, Carbon 2010, 48, 575;
31. C. L. Pint, Z. Sun, S. Moghazy, Y.-Q. Xu, J. M. Tour, R. H. Hauge, ACS Nano 2011, 5, 6925.
32. R. Krupke, S. Linden, M. Rapp, F. Hennrich, Adv. Mater. 2006, 18, 1468;
33. K. Arnold, F. Hennrich, R. Krupke, S. Lebedkin, M. M. Kappes, Phys. Status Solidi 2006, 243, 3073.
34. M. C. Hersam, Nat. Nanotechnol. 2008, 3, 387.
35. J.-Y. Hwang, A. Nish, J. Doig, S. Douven, C.-W. Chen, L.-C. Chen, R. J. Nicholas, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 3543;
36. F. Hennrich, S. Lebedkin, M. M. Kappes, Phys. Status Solidi 2008, 245, 1951.
37. N. Stürzl, F. Hennrich, S. Lebedkin, M. M. Kappes, J. Phys. Chem. C 2009, 113, 14628;
38. K. Moshammer, F. Hennrich, M. M. Kappes, Nano Res. 2009, 2, 599;
39. X. Tu, S. Manohar, A. Jagota, M. Zheng, Nature 2009, 460, 250;
40. H. Liu, D. Nishide, T. Tanaka, H. Kataura, Nat. Commun. 2011, 2, 309.
41. W. Shockley, H. J. Queisser, J. Appl. Phys. 1961, 32, 510.
42. S. Wang, M. Khafizov, X. Tu, M. Zheng, T. D. Krauss, Nano Lett. 2010, 10, 2381;
43. N. M. Gabor, Z. Zhong, K. Bosnick, J. Park, P. L. McEuen, Science 2009, 325, 1367.
44. B. J. Landi, R. P. Raffaelle, S. L. Castro, S. G. Bailey, Prog. Photovoltaics: Res. Appl. 2005, 13, 165;
45. E. Kymakis, G. A. J. Amaratunga, Appl. Phys. Lett. 2002, 80, 112;
46. E. Kymakis, I. Alexandrou, G. A. J. Amaratunga, J. Appl. Phys. 2003, 93, 1764;
47. A. D. Pasquier, H. E. Unalan, A. Kanwal, S. Miller, M. Chhowalla, Appl. Phys. Lett. 2005, 87, 203511;
48. V. Sgobba, D. M. Guldi, J. Mater. Chem. 2008, 18, 153;
49. A. Kongkanand, R. Martinez Dominguez, P. V. Kamat, Nano Lett. 2007, 7, 676;
50. C. Li, Y. Chen, Y. Wang, Z. Iqbal, M. Chhowalla, S. Mitra, J. Mater. Chem. 2007, 17, 2406.
51. L. Wei, N. Tezuka, T. Umeyama, H. Imahori, Y. Chen, Nanoscale 2011, 3, 1845;
52. M. A. Bissett, J. G. Shapter, J. Phys. Chem. C 2010, 114, 6778;
53. D. D. Tune, B. S. Flavel, J. S. Quinton, A. V. Ellis, J. G. Shapter, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2010, 94, 1665;
54. S. Barazzouk, S. Hotchandani, K. Vinodgopal, P. V. Kamat, J. Phys. Chem. B 2004, 108, 17015.
55. T. Umeyama, N. Tezuka, M. Fujita, S. Hayashi, N. Kadota, Y. Matano, H. Imahori, Chem. Eur. J. 2008, 14, 4875;
56. T. Umeyama, N. Tezuka, S. Seki, Y. Matano, M. Nishi, K. Hirao, H. Lehtivuori, N. V. Tkachenko, H. Lemmetyinen, Y. Nakao, S. Sakaki, H. Imahori, Adv. Mater. 2010, 22, 1767;
57. N. Tezuka, T. Umeyama, S. Seki, Y. Matano, M. Nishi, K. Hirao, H. Imahori, J. Phys. Chem. C 2010, 114, 3235.
58. N. Tezuka, T. Umeyama, Y. Matano, T. Shishido, K. Yoshida, T. Ogawa, S. Isoda, K. Stranius, V. Chukharev, N. V. Tkachenko, H. Lemmetyinen, H. Imahori, Energy Env. Sci. 2011, 4, 741.
59. F. D'Souza, S. K. Das, A. S. D. Sandanayaka, N. K. Subbaiyan, D. R. Gollapalli, M. E. Zandler, T. Wakahara, O. Ito, Phys. Chem. Chem. Phys. 2012, 14, 2940.
60. T. Umeyama, N. Tezuka, F. Kawashima, S. Seki, Y. Matano, Y. Nakao, T. Shishido, M. Nishi, K. Hirao, H. Lehtivuori, N. V. Tkachenko, H. Lemmetyinen, H. Imahori, Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 4615;
61. T. Umeyama, M. Fujita, N. Tezuka, N. Kadota, Y. Matano, K. Yoshida, S. Isoda, H. Imahori, J. Phys. Chem. C 2007, 111, 1 1484;
62. M. A. Bissett, J. G. Shapter, J. Electrochem. Soc. 2011, 158, K53;
63. T. Hasobe, S. Fukuzumi, P. V. Kamat, J. Phys. Chem. B 2006, 110, 25477;
64. G. M. A. Rahman, A. Troeger, V. Sgobba, D. M. Guldi, N. Jux, D. Balbino, M. N. Tchoul, W. T. Ford, A. Mateo-Alonso, M. Prato, Chem. Eur. J. 2008, 14, 8837;
65. A. S. Sandanayaka, N. K. Subbaiyan, S. K. Das, R. Chitta, E. Maligaspe, T. Hasobe, O. Ito, F. D'Souza, ChemPhysChem 2011, 12, 2266.
66. D. M. Guldi, G. M. A. Rahman, M. Prato, N. Jux, S. Qin, W. Ford, Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 2015;
67. V. Sgobba, G. M. A. Rahman, D. M. Guldi, N. Jux, S. Campidelli, M. Prato, Adv. Mater. 2006, 18, 2264.
68. G. M. A. Rahman, D. M. Guldi, R. Cagnoli, A. Mucci, L. Schenetti, L. Vaccari, M. Prato, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 10051;
69. V. Sgobba, A. Troeger, R. Cagnoli, A. Mateo-Alonso, M. Prato, F. Parenti, A. Mucci, L. Schenetti, D. M. Guldi, J. Mater. Chem. 2009, 19, 4319;
70. G. Giancane, A. Ruland, V. Sgobba, D. Manno, A. Serra, G. M. Farinola, O. H. Omar, D. M. Guldi, L. Valli, Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 2481.
71. T. Umeyama, N. Kadota, N. Tezuka, Y. Matano, H. Imahori, Chem. Phys. Lett. 2007, 444, 263.
72. S. P. Campidelli, B. Ballesteros, A. Filoramo, D. D. a. Díaz, G. de la Torre, T. s. Torres, G. M. A. Rahman, C. Ehli, D. Kiessling, F. Werner, V. Sgobba, D. M. Guldi, C. Cioffi, M. Prato, J.-P. Bourgoin, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 11503.
73. M. A. Bissett, I. Koper, J. S. Quinton, J. G. Shapter, Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13, 6059.
74. D. M. Guldi, G. M. A. Rahman, V. Sgobba, N. A. Kotov, D. Bonifazi, M. Prato, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 2315;
75. G. Mountrichas, A. S. D. Sandanayaka, S. P. Economopoulos, S. Pispas, O. Ito, T. Hasobe, N. Tagmatarchis, J. Mater. Chem. 2009, 19, 8990.
76. K. Suzuki, M. Yamaguchi, M. Kumagai, S. Yanagida, Chem. Lett. 2003, 32, 28;
77. T. N. Murakami, M. Gratzel, Inorg. Chim. Acta 2008, 361, 572;
78. H. Zhu, H. Zeng, V. Subramanian, C. Masarapu, K.-H. Hung, B. Wei, Nanotechnology 2008, 19, 465204.
79. W. Lee, J. Lee, S. H. Lee, J. Chang, W. Yi, S. H. Han, J. Phys. Chem. C 2007, 111, 9110;
80. T. Y. Lee, P. S. Alegaonkar, J.-B. Yoo, Thin Solid Films 2007, 515, 5131.
81. T. Chen, S. Wang, Z. Yang, Q. Feng, X. Sun, L. Li, Z.-S. Wang, H. Peng, Angew. Chem. Int. Ed: 2011, 50, 1815;
82. P. Brown, K. Takechi, P. V. Kamat, J. Phys. Chem. C 2008, 112, 4776.
83. H. Imahori, T. Umeyama, J. Phys. Chem. C 2009, 113, 9029.
84. V. Sgobba, D. M. Guldi, Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 165.
85. R. Chitta, F. D'Souza, J. Mater. Chem. 2008, 18, 1440.
86. D. M. Guldi, G. M. A. Rahman, F. Zerbetto, M. Prato, Acc. Chem. Res. 2005, 38, 871;
87. D. M. Guldi, J. Phys. Chem. B 2005, 109, 1 1432;
88. D. M. Guldi, Phys. Chem. Chem: Phys. 2007, 9, 1400.
89. F. D'Souza, A. S. D. Sandanayaka, O. Ito, J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 2586;
90. F. D'Souza, O. Ito, Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 86.
91. M. A. Green, R. B. Godfrey, L. W. Davies, The Australian Physicist 1976, 13, 177;
92. J. Shewchun, R. Singh, M. A. Green, J. Appl. Phys. 1977, 48, 765.
93. W. Schottky, Z. Phys. 1939, 113, 367.
94. W. A. Anderson, A. E. Delahoy, R. A. Milano, J. Appl. Phys. 1974, 45, 3913.
95. Y. Jia, P. Li, X. Gui, J. Wei, K. Wang, H. Zhu, D. Wu, L. Zhang, A. Cao, Y. Xu, Appl. Phys. Lett. 2011, 98, 133115.
96. J. Wei, Y. Jia, Q. Shu, Z. Gu, K. Wang, D. Zhuang, G. Zhang, Z. Wang, J. Luo, A. Cao, D. Wu, Nano Lett. 2007, 7, 2317.
97. A. Behnam, J. L. Johnson, Y. Choi, M. G. Ertosun, A. K. Okyay, P. Kapur, K. C. Saraswat, A. Ural, Appl. Phys. Lett. 2008, 92.
98. Y. Jia, J. Wei, K. Wang, A. Cao, Q. Shu, X. Gui, Y. Zhu, D. Zhuang, G. Zhang, B. Ma, L. Wang, W. Liu, Z. Wang, J. Luo, D. Wu, Adv. Mater. 2008, 20, 4594.
99. Z. Li, V. P. Kunets, V. Saini, Y. Xu, E. Dervishi, G. J. Salamo, A. R. Biris, A. S. Biris, Appl. Phys. Lett. 2008, 93, 243117.
100. Z. Li, V. P. Kunets, V. Saini, Y. Xu, E. Dervishi, G. J. Salamo, A. R. Biris, A. S. Biris, ACS Nano 2009, 3, 1407
101. Z. Li, Y. Jia, J. Wei, K. Wang, Q. Shu, X. Gui, H. Zhu, A. Cao, D. Wu, J. Mater. Chem. 2010, 20, 7236.
102. Y. Jia, P. Li, J. Wei, A. Cao, K. Wang, C. Li, D. Zhuang, H. Zhu, D. Wu, Mater. Res. Bull. 2010, 45, 1401.
103. P. Castrucci, S. Del Gobbo, L. Camilli, M. Scarselli, S. Casciardi, F. Tombolini, A. Convertino, G. Fortunato, M. De Crescenzi, J. Nanosci. Nanotechnol. 2011, 11, 9202.
104. P.-L. Ong, W. B. Euler, I. A. Levitsky, Nanotechnology 2010, 21, 105203.
105. V. L. Borgne, P. Castrucci, S. D. Gobbo, M. Scarselli, M. D. Crescenzi, M. Mohamedi, M. A. E. Khakani, Appl. Phys. Lett. 2010, 97, 193105.
106. P. Castrucci, C. Scilletta, S. Del Gobbo, M. Scarselli, L. Camilli, M. Simeoni, B. Delley, A. Continenza, M. De Crescenzi, Nanotechnol. 2011, 22, 115701;
107. M. A. El Khakani, V. L. Borgne, B. Aissa, F. Rosei, C. Scilletta, E. Speiser, M. Scarselli, P. Castrucci, M. D. Crescenzi, Appl. Phys. Lett. 2009, 95, 083114.
108. M. B. Tzolov, T.-F. Kuo, D. A. Straus, A. Yin, J. Phys. Chem. C 2007, 111, 5800.
109. W. Spitzer, H. Y. Fan, Phys. Rev. 1957, 108, 268.
110. D. K. Schroder, R. N. Thomas, J. C. Swartz, IEEE Solid-State Circuits 1978, 13, 180.
111. P. Wadhwa, B. Liu, M. A. McCarthy, Z. Wu, A. G. Rinzler, Nano Lett. 2010, 10, 5001.
112. Y. Jia, A. Cao, X. Bai, Z. Li, L. Zhang, N. Guo, J. Wei, K. Wang, H. Zhu, D. Wu, P. M. Ajayan, Nano Lett. 2011, 11, 1901.
113. J. L. Blackburn, T. M. Barnes, M. C. Beard, Y.-H. Kim, R. C. Tenent, T. J. McDonald, B. To, T. J. Coutts, M. J. Heben, ACS Nano 2008, 2, 1266.
114. P. Wadhwa, G. Seol, M. K. Petterson, J. Guo, A. G. Rinzler, Nano Lett. 2011, 11, 2419.
115. B. O'Regan, M. Gratzel, Nature 1991, 353, 737.
116. R. B. Godfrey, M. A. Green, Appl. Phys. Lett. 1978, 33, 637.
117. W. Chen, G. Seol, A. G. Rinzler, J. Guo, Appl. Phys. Lett. 2012, 100, 103503.
118. S. Del Gobbo, P. Castrucci, M. Scarselli, L. Camilli, M. De Crescenzi, L. Mariucci, A. Valletta, A. Minotti, G. Fortunato, Appl. Phys. Lett. 2011, 98, 183113;
119. M. Schriver, W. Regan, M. Loster, A. Zettl, Solid State Commun. 2010, 150, 561.
120. X. Li, Y. Jia, J. Wei, H. Zhu, K. Wang, D. Wu, A. Cao, ACS Nano 2010, 4, 2142;
121. P. Li, S. Wang, Y. Jia, Z. Li, C. Ji, L. Zhang, H. Li, E. Shi, Z. Bian, C. Huang, J. Wei, K. Wang, H. Zhu, D. Wu, A. Cao, Nano Res. 2011, 4, 979.
122. K. Golap, A. Sudip, H. R. Aryal, R. Afre, T. Soga, M. Sharon, W. Koichi, M. Umeno, J. Phys. D: Appl. Phys. 2009, 42, 115104.
123. Q. Shu, J. Wei, K. Wang, S. Song, N. Guo, Y. Jia, Z. Li, Y. Xu, A. Cao, H. Zhu, D. Wu, Chem. Commun. 2010, 46, 5533;
124. Q. Shu, J. Wei, K. Wang, H. Zhu, Z. Li, Y. Jia, X. Gui, N. Guo, X. Li, C. Ma, D. Wu, Nano Lett. 2009, 9, 4338.
125. Y. F. Zhang, Y. F. Wang, N. Chen, Y. Y. Wang, Y. Z. Zhang, Z. H Zhou, L. M. Wei, Nano-Micro Lett. 2010, 2, 22.
126. C. Li, Z. Li, H. Zhu, K. Wang, J. Wei, X. Li, P. Sun, H. Zhang, D. Wu, J. Phys. Chem. C 2010, 114, 14008.
127. G. Fan, L. Fan, Z. Li, X. Bai, S. Mulligan, Y. Jia, K. Wang, J. Wei, A. Cao, D. Wu, B. Wei, H. Zhu, J. Mate. Chem. 2012, 22, 3330.
128. V. Švrcek, S. Cook, S. Kazaoui, M. Kondo, J. Phys. Chem. Lett. 2011, 2, 1646.
129. D. J. Bindl, M.-Y. Wu, F. C. Prehn, M. S. Arnold, Nano Lett. 2010, 11, 455.
130. D. J. Bindl, N. S. Safron, M. S. Arnold, ACS Nano 2010, 4, 5657.
131. A. S. D. Sandanayaka, E. Maligaspe, T. Hasobe, O. Ito, F. D'Souza, Chem. Commun. 2010, 46, 8749.