Engineered semiconductor materials and optimized nanostructures for photovoltaic cells

Journal of Nanoelectronics and Optoelectronics

Volumn 8, Issue 2, 2013, Pages 129-155

  Shao, Qinghui ^a  

^a LAWRENCE LIVERMORE NATIONAL LABORATORY   (United States)

Author keywords

Nanostructure; Photovoltaic cell; Power conversion efficiency; Quantum dot superlattice

Indexed keywords

CARRIER DISPERSION; COMPUTATIONAL INVESTIGATION; FIRST-PRINCIPLES MODEL; POWER CONVERSION EFFICIENCIES; QUANTUM DOT SUPERLATTICES; SHOCKLEY-QUEISSER LIMITS; SINGLE-JUNCTION CELLS; THIN FILM SOLAR CELLS;

CONVERSION EFFICIENCY; ELECTRIC PROPERTIES; NANOSTRUCTURES; PHOTOELECTROCHEMICAL CELLS; PHOTOVOLTAIC CELLS; SEMICONDUCTOR QUANTUM DOTS; SUPERLATTICES;

SOLAR CELLS;

EID: 84877308459     PISSN: 1555130X     EISSN: 15551318     Source Type: Journal    
DOI: 10.1166/jno.2013.1458     Document Type: Review

References (62)

1. F. Guffarth, R. Heitz, M. Geller, C. Kapteyn, H. Born, R. Sellin, A. Hoffmann, D. Bimberg, N. A. Sobolev, and M. C. Carmo, Appl. Phys. Lett. 82, 1941 (2003).
2. V. V. Ursaki, I. M. Tiginyanu, O. Volciuc, V. Popa, V. A. Skuratov, and H. Morkoc, Appl. Phys. Lett. 90, 161908 (2007).
3. W. V. Schoenfeld, C. H. Chen, P. M. Petroff, and E. L. Hu, Appl. Phys. Lett. 73, 2935 (1998).
4. P. G. Piva, R. D. Goldberg, I. V. Mitchell, D. Labrie, R. Leon, S. Charbonneau, Z. R. Wasilewski, and S. Fafard, Appl. Phys. Lett. 77, 624 (2000).
5. L. Cuadra, A. Marti, and A. Luque, Thin Solid Films 451-452, 593 (2004).
6. A. Marti, L. Cuadra, and A. Luque, Physica E 14, 150 (2002).
7. L. Cuadra, A. Marti, and A. Luque, IEEE Trans. Electron Devices 51, 1002 (2004).
8. A. Luque, A. Marti, C. Stanley, N. Lopez, L. Cuadra, D. Zhou, J. L. Pearson, and A. McKee, J. Appl. Phys. 96, 903 (2004).
9. A. Luque, A. Marti, N. Lopez, E. Antolin, E. Canovas, C. Stanley, C. Farmer, and P. Diaz, J. Appl. Phys. 99, 094503 (2006).
10. A. Luque, A. Marti, N. Lopez, E. Antolin, E. Canovas, C. Stanley, C. Farmer, L. J. Caballero, L. Cuadra, and J. L. Balenzategui, Appl. Phys. Lett. 87, 083505 (2005).
11. M. A. Green, Nanotechnology 11, 401 (2000).
12. W. Shockley and H. J. Queisser, J. Appl. Phys. 32, 510 (1961).
13. J. Yang, A. Banerjee, and S. Guha, Appl. Phys. Lett. 70, 2975 (1997).
14. T. Takamoto, E. Ikeda, H. Kurita, and M. Ohmori, Appl. Phys. Lett. 70, 381 (1997).
15. P. T. Landsberg, H. Nussbaumer, and G. Willeke, J. Appl. Phys. 74, 1451 (1993).
16. S. Kolodinski, J. H. Werner, T. Wittchen, and H. J. Queisser, Appl. Phys. Lett. 63, 2405 (1993).
17. A. S. Brown, M. A. Green, and R. P. Corkish, Physica E 14, 121 (2002).
18. A. Luque and A. Marti, Phys. Rev. Lett. 78, 5014 (1997).
19. A. Alguno, N. Usami, T. Ujihara, K. Fujiwara, G. Sazaki, K. Nakajima, and Y. Shiraki, Appl. Phys. Lett. 83, 1258 (2003).
20. V. Aroutiounian, S. Petrosyan, and A. Khachatryan, J. Appl. Phys. 89, 2268 (2001).
21. K. Barnham and G. Duggan, J. Appl. Phys. 67, 3490 (1990).
22. A. Marti, N. Lopez, E. Antolin, E. Canovas, C. Stanley, C. Farmer, L. Cuadra, and A. Luque, Thin Solid Films 511-512, 638 (2006).
23. S. Sinharoy, M. O. Patton, T. M. Valko, and V. G. Welzer, Progr. In Photovoltaics: Res. Appl. 10, 427 (2002).
24. J. T. Gudmundsson, H. G. Svavarsson, S. Gudjonsson, and H. P. Gislason, Physica B: Condensed Matter 340, 324 (2003).
25. N. A. Sobolev, A. Cavaco, M. C. Carmo, M. Grundmann, F. Hienrichsdorff, and D. Bimberg, Phys. Stat. Sol. (b) 224, 93 (2001).
26. A. I. Fedoseyev, M. Turowski, Q. Shao, and A. A. Balandin, Proc. SPIE August (2006), Vol. 6308, p. 630806.
27. R. Leon, G. M. Swift, B. Magness, W. A. Taylor, Y. S. Tang, K. L. Wang, P. Dowd, and Y. H. Zhang, Appl. Phys. Lett. 76, 2074 (2000).
28. J. Nelson, The Physics of Solar Cells, 1st edn., Imperial College Press, September (2003), p. 7, Chap. 1.
29. G. Bastard, Phys. Rev. B 25, 7584 (1982).
30. O. L. Lazarenkova and A. A. Balandin, J. Appl. Phys. 89, 5509 (2001).
31. O. L. Lazarenkova and A. A. Balandin, Phys. Rev. B 66, 245319 (2002)
32. O. L. Lazarenkova and A. A. Balandin, J. Superlattices and Microstructures 33, 95 (2003).
33. O. L. Lazarenkova and A. A. Balandin, Proceedings of Electrochemical Society, New Jersey (2001), Vol. 19, pp. 238-250
34. V. A. Fonoberov, E. P. Pokatilov, and A. A. Balandin, Phys. Rev. B 66, 085310 (2002)
35. V. A. Fonoberov and A. A. Balandin, J. Vacuum Science and Technology B 22, 2190 (2004).
36. D. L. Nika, E. P. Pokatilov, Q. Shao, and A. A. Balandin, Phys. Rev. B 76, 125417 (2007).
37. J. F. Geisz, S. Kurtz, M. W. Wanlass, J. S. Ward, A. Duda, D. J. Friedman, J. M. Olson, W. E. McMahon, T. E. Moriarty, and J. T. Kiehl, Appl. Phys. Lett. 91, 023502 (2007).
38. K. Tanabe, A. F. Morral, H. A. Atwater, D. J. Aiken, and M. W. Wanlass, Appl. Phys. Lett. 89, 102106 (2006).
39. C. S. Jiang, D. J. Friedman, J. F. Geisz, H. R. Moutinho, M. J. Romero, and M. M. Jassim, Appl. Phys. Lett. 83, 1572 (2003).
40. M. K. Herndon, W. C. Bradford, R. T. Collins, B. E. Hawkins, T. F. Kuech, D. J. Friedman, and S. R. Kurtz, Appl. Phys. Lett. 77, 100 (2000).
41. T. Soga, T. Jimbo, G. Wang, K. Ohtsuka, and M. Umeno, J. Appl. Phys. 87, 2285 (2000).
42. J. Singh, Physics of Semiconductors and Their Heterostructures, McGraw-Hill Series in Electrical and Computer Engineering, New York (1993).
43. T. Tiedje, E. Yablonovitch, G. D. Cody, and B. G. Brooks, IEEE Trans. Electron Devices 31, 711 (1984).
44. P. T. Landsberg and G. Tonge, J. Appl. Phys. 51, R1-R20 (1980).
45. M. Wolf, Proceedings of IRE (1960), Vol. 48, pp. 1246-1263.
46. M. A. Green, Photovoltaic Applications of Nanostructures, in Handbook of Semiconductor Nanostructures and Nanodevices, (ISBN: 1-58883-077-2) edited by A. A. Balandin and K. L. Wang (2006), Vol. 4, pp. 219-237.
47. S. Facsko, T. Dekorsy, C. Koerdt, C. Trappe, H. Kurz, A. Vogt, and H. L. Hartnagel, Science 285, 1551 (1999).
48. Y. I. Mazur, W. Q. Ma, X. Wang, Z. M. Wang, G. J. Salamo, M. Xiao, T. D. Mishima, and M. B. Johnson, Appl. Phys. Lett. 83, 987 (2003).
49. S. Kiravittaya, M. Benyoucef, R. Zapf-Gottwick, A. Rastelli, and O. G. Schmidt, Appl. Phys. Lett. 89, 233102 (2006).
50. J. S. Kim, M. Kawabe, and N. Koguchi, Appl. Phys. Lett. 88, 072107 (2006).
51. A. A. Balandin, K. L. Wang, N. Kouklin, and S. Bandyopadhyay, Appl. Phys. Lett. 76, 137 (2000).
52. A. A. Balandin, G. Jin, and K. L. Wang, J. Electron Mater. 20, 549 (2000).
53. J. L. Liu, W. G. Wu, A. A. Balandin, G. L. Jin, Y. H. Luo, S. G. Thomas, Y. Lu, and K. L. Wang, Appl. Phys. Lett. 75, 1745 (1999).
54. L. D. Landau and E. M. Lifchitz, Statistic Physics, Nauka, Moscow (1989).
55. M. Y. Levy, C. Honsberg, A. Marti, and A. Luque, Proceedings of the 31st IEEE Photovoltaic Specialists Conference, January (2005), pp. 90-93.
56. I. Vurgaftman, J. R. Meyer, and L. R. Ram-Mohan, J. Appl. Phys. 89, 5815 (2001).
57. T. S. Navruz and M. Saritas, Solar Energy Materials and Solar Cells 92, 273 (2008).
58. A. Luque and A. Marti, Prog. In Photovolt: Res. Appl. 9, 73 (2001).
59. P. Campbell and M. A. Green, IEEE Trans. Electron Devices 33, 234 (1986).
60. A. D. Vos, J. Phys. D: Appl. Phys. 13, 839 (1980).
61. A. S. Brown and M. A. Green, J. Appl. Phys. 94, 6150 (2003).
62. Q. Shao, A. A. Balandin, A. I. Fedoseyev, and M. Turowski, Appl. Phys. Lett. 91, 163507 (2007).