Carbon nanotube-based heterostructures for solar energy applications

Chemical Society Reviews

Volumn 42, Issue 20, 2013, Pages 8134-8156

  Wang, Lei ^a   Liu, Haiqing ^a   Konik, Robert M ^b   Misewich, James A ^b   Wong, Stanislaus S ^a,b  

^a STONY BROOK UNIVERSITY   (United States)

^b BROOKHAVEN NATIONAL LABORATORY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 84884871243     PISSN: 03060012     EISSN: 14604744     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c3cs60088b     Document Type: Review

References (152)

1. P. V. Kamat J. Phys. Chem. C 2007 111 2834 2860
2. Y. Hou Y. W. Cheng T. Hobson J. Liu Nano Lett. 2010 10 2727 2733
3. M. E. Mann R. S. Bradley M. K. Hughes Nature 1998 392 779 787
4. M. S. Dresselhaus I. L. Thomas Nature 2001 414 332 337
5. A. J. Nozik J. Miller Chem. Rev. 2010 110 6443 6445
6. T. Umeyama H. Imahori Energy Environ. Sci. 2008 1 120 133
7. R. R. Lunt T. P. Osedach P. R. Brown J. A. Rowehl V. Bulovic Adv. Mater. 2011 23 5712 5727
8. M. C. Hanna A. J. Nozik J. Appl. Phys. 2006 100 074510
9. M. A. Green K. Emery Y. Hishikawa W. Warta E. D. Dunlop Prog. Photovoltaics 2011 19 565 572
10. J. E. Weaver M. R. Dasari A. Datar S. Talapatra P. Kohli ACS Nano 2010 4 6883 6893
11. C. Schulz-Drost V. Sgobba C. Gerhards S. Leubner R. M. K. Calderon A. Ruland D. M. Guldi Angew. Chem., Int. Ed. 2010 49 6425 6429
12. D. F. Wang J. K. Baral H. G. Zhao B. A. Gonfa V. V. Truong M. A. E. Khakani R. Izquierdo D. L. Ma Adv. Funct. Mater. 2011 21 4010 4018
13. H. Weller Adv. Mater. 1993 5 88 95
14. A. P. Alivisatos J. Phys. Chem. 1996 100 13226 13239
15. E. Hammel X. Tang M. Trampert T. Schmitt K. Mauthner A. Eder P. Potschke Carbon 2004 42 1153 1158
16. J. Wang R. P. Deo P. Poulin M. Mangey J. Am. Chem. Soc. 2003 125 14706 14707
17. B. Rajesh K. R. Thampi J. M. Bonard H. J. Mathieu N. Xanthopoulos B. Viswanathan Chem. Commun. 2003 2022 2023
18. F. Wang G. Dukovic L. E. Brus T. F. Heinz Science 2005 308 838 841
19. C. Berger Y. Yi Z. L. Wang W. A. de Heer Appl. Phys. A: Mater. Sci. Process. 2002 74 363 365
20. S. J. Wind J. Appenzeller P. Avouris Phys. Rev. Lett. 2003 91 058301
21. A. Javey G. Jing W. Qian M. Lundstrom H. Dai Nature 2003 424 654 657
22. L. J. Brennan M. T. Byrne M. Bari Y. K. Gun'ko Adv. Energy Mater. 2011 1 472 485
23. S. Campidelli C. Klumpp A. Bianco D. M. Guldi M. Prato J. Phys. Org. Chem. 2006 19 531 539
24. D. D. Tune B. S. Flavel R. Krupke J. G. Shapter Adv. Energy Mater. 2012 2 1043 1055
25. W. D. Zhang B. Xu L. C. Jiang J. Mater. Chem. 2010 20 6383 6391
26. N. S. Lewis D. G. Nocera Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2007 104 20142
27. Y. Q. Xu B. P. Nelson L. M. Gedvilas R. C. Reedy Thin Solid Films 2003 430 197 201
28. S. Guha J. Yang A. Pawlikiewicz T. Glatfelter R. Ross S. R. Ovshinsky Appl. Phys. Lett. 1989 54 2330 2332
29. A. Gordijn R. J. Zambrano J. K. Rath R. E. I. Schropp IEEE Trans. Electron Devices 2002 49 949 952
30. X. Chen B. H. Jia J. K. Saha B. Y. Cai N. Stokes Q. Qiao Y. Q. Wang Z. R. Shi M. Gu Nano Lett. 2012 12 2187 2192
31. B. Z. Tian X. L. Zheng T. J. Kempa Y. Fang N. F. Yu G. H. Yu J. L. Huang C. M. Lieber Nature 2007 449 U885 U888
32. K. Q. Peng Y. J. Yan S. P. Gao J. Zhu Adv. Mater. 2002 14 1164 1167
33. Z. P. Huang X. X. Zhang M. Reiche L. F. Liu W. Lee T. Shimizu S. Senz U. Gosele Nano Lett. 2008 8 3046 3051
34. K. Q. Peng Y. Wu H. Fang X. Y. Zhong Y. Xu J. Zhu Angew. Chem., Int. Ed. 2005 44 2737 2742
35. J. R. Maiolo H. A. Atwater N. S. Lewis J. Phys. Chem. C 2008 112 6194 6201
36. A. Luque and S. Hegedus, Handbook of photovoltaic science and engineering, Wiley, Hoboken, NJ, 2003
37. N. G. Dhere Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2007 91 1376 1382
38. V. S. M. Wiemer H. Yuen Proc. SPIE 2011 8108 810804
39. M. Gratzel J. Photochem. Photobiol., C 2003 4 145 153
40. M. K. Nazeeruddin P. Pechy T. Renouard S. M. Zakeeruddin R. Humphry-Baker P. Comte P. Liska L. Cevey E. Costa V. Shklover L. Spiccia G. B. Deacon C. A. Bignozzi M. Gratzel J. Am. Chem. Soc. 2001 123 1613 1624
41. W. Shockley H. J. Queisser J. Appl. Phys. 1961 32 510 519
42. R. D. Schaller V. I. Klimov Phys. Rev. Lett. 2004 92 1 18
43. H. Gerischer M. Lubke J. Electroanal. Chem. 1986 204 225 227
44. R. Vogel K. Pohl H. Weller Chem. Phys. Lett. 1990 174 241 246
45. S. Kohtani A. Kudo T. Sakata Chem. Phys. Lett. 1993 206 166 170
46. D. Liu P. V. Kamat J. Electroanal. Chem. 1993 347 451 456
47. E. J. D. Klem C. W. Gregory G. B. Cunningham S. Hall D. S. Temple J. S. Lewis Appl. Phys. Lett. 2012 100 173109
48. J. Chen C. Li D. W. Zhao W. Lei Y. Zhang M. T. Cole D. P. Chu B. P. Wang Y. P. Cui X. W. Sun W. I. Milne Electrochem. Commun. 2010 12 1432 1435
49. C. J. Brabec N. S. Sariciftci J. C. Hummelen Adv. Funct. Mater. 2001 11 15 26
50. H. Hoppe N. S. Sariciftci J. Mater. Res. 2004 19 1924 1945
51. T. L. Benanti D. Venkataraman Photosynth. Res. 2006 87 73 81
52. S. D. Dimitrov C. B. Nielsen S. Shoaee P. S. Tuladhar J. P. Du I. McCulloch J. R. Durrant J. Phys. Chem. Lett. 2012 3 140 144
53. A. V. Tunc A. De Sio D. Riedel F. Deschler E. Da Como J. Parisi E. von Hauff Org. Electron. 2012 13 290 296
54. P. Gomez-Romero Adv. Mater. 2001 13 163 174
55. B. R. Saunders M. L. Turner Adv. Colloid Interface Sci. 2008 138 1 23
56. N. C. Giebink G. P. Wiederrecht M. R. Wasielewski S. R. Forrest Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2011 83 195326
57. A. Luque A. Marti L. Cuadra Phys. E 2002 14 107 114
58. A. Luque A. Marti Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1997 55 6994 6999
59. B. P. Rand D. P. Burk S. R. Forrest Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2007 75 115327
60. R. D. Schaller V. M. Agranovich V. I. Klimov Nat. Phys. 2005 1 189 194
61. R. D. Schaller V. I. Klimov Phys. Rev. Lett. 2006 96 097402
62. L. W. Wang M. Califano A. Zunger A. Franceschetti Phys. Rev. Lett. 2003 91 056404
63. V. I. Klimov J. Phys. Chem. B 2006 110 16827 16845
64. M. Califano A. Zunger A. Franceschetti Nano Lett. 2004 4 525 531
65. M. Califano A. Zunger A. Franceschetti Appl. Phys. Lett. 2004 84 2409 2411
66. G. Allan C. Delerue Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2006 73 205423
67. A. Franceschetti J. M. An A. Zunger Nano Lett. 2006 6 2191 2195
68. A. Shabaev A. L. Efros A. J. Nozik Nano Lett. 2006 6 2856 2863
69. G. Beaucarne Adv. OptoElectron. 2007 2007 1 12
70. V. Avrutin N. Izyumskaya H. Morkoç Superlattices Microstruct. 2011 49 337 364
71. A. Ennaoui S. Fiechter C. Pettenkofer N. Alonso-Vante K. Büker M. Bronold C. Höpfner H. Tributsch Sol. Energy Mater. Sol. Cells 1993 29 289 370
72. J. E. Jaffe A. Zunger Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1984 29 1882 1906
73. C. Wadia A. P. Alivisatos D. M. Kammen Environ. Sci. Technol. 2009 43 2072 2077
74. T. Dittrich A. Belaidi A. Ennaoui Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2011 95 1527 1536
75. E. Garnett P. Yang Nano Lett. 2010 10 1082 1087
76. E. Yablonovitch J. Opt. Soc. Am. 1982 72 899 907
77. K.-Q. Peng X. Wang L. Li X.-L. Wu S.-T. Lee J. Am. Chem. Soc. 2010 132 6872 6873
78. G. S. M. A. M. Suhail A. N. Naje R. R. Mohammed H. I. Murad Int. J. Sci. Adv. Technol. 2012 2 133 136
79. C. Steinhagen T. B. Harvey C. J. Stolle J. Harris B. A. Korgel J. Phys. Chem. Lett. 2012 3 2352 2356
80. Q. Guo S. J. Kim M. Kar W. N. Shafarman R. W. Birkmire E. A. Stach R. Agrawal H. W. Hillhouse Nano Lett. 2008 8 2982 2987
81. A. Kongkanand R. M. Dominguez P. V. Kamat Nano Lett. 2007 7 676 680
82. T. Chen L. B. Qiu Z. B. Cai F. Gong Z. B. Yang Z. S. Wang H. S. Peng Nano Lett. 2012 12 2568 2572
83. E. Kymakis I. Alexandrou G. A. J. Amaratunga J. Appl. Phys. 2003 93 1764 1768
84. P. L. Ong W. B. Euler I. A. Levitsky Nanotechnology 2010 21 105203
85. M.-S. Kim, Understanding Organic Photovoltaic Cells: Electrode, Nanostructure, Reliability and Performance, PhD thesis, ProQuest, UMI Dissertation Publishing, 2011
86. P. Schilinsky C. Waldauf C. J. Brabec Appl. Phys. Lett. 2002 81 3885 3887
87. D. Gebeyehu M. Pfeiffer B. Maennig J. Drechsel A. Werner K. Leo Thin Solid Films 2004 451 29 32
88. T. Yohannes F. Zhang A. Svensson J. C. Hummelen M. R. Andersson O. Inganas Thin Solid Films 2004 449 152 157
89. G. Yu J. Gao J. C. Hummelen F. Wudl A. J. Heeger Science 1995 270 1789 1791
90. E. A. Katz D. Faiman S. M. Tuladhar J. M. Kroon M. M. Wienk T. Fromherz F. Padinger C. J. Brabec N. S. Sariciftci J. Appl. Phys. 2001 90 5343 5350
91. V. Dyakonov Phys. E 2002 14 53 60
92. M. Hiramoto H. Fujiwara M. Yokoyama Appl. Phys. Lett. 1991 58 1062 1064
93. J. J. M. Halls N. C. Greenham E. A. Marseglia R. H. Friend S. C. Moratti A. B. Holmes Nature 1995 376 498 500
94. C. H. Lee G. Yu D. Moses K. Pakbaz C. Zhang N. S. Sariciftci A. J. Heeger F. Wudl Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1993 48 15425 15433
95. N. S. Sariciftci L. Smilowitz A. J. Heeger F. Wudl Science 1992 258 1474 1476
96. G. Yu A. J. Heeger J. Appl. Phys. 1995 78 4510 4515
97. S. Morita A. A. Zakhidov K. Yoshino Jpn. J. Appl. Phys. 1993 32 L873 L874
98. N. S. Sariciftci D. Braun C. Zhang V. I. Srdanov A. J. Heeger G. Stucky F. Wudl Appl. Phys. Lett. 1993 62 585 587
99. J. J. M. Halls K. Pichler R. H. Friend S. C. Moratti A. B. Holmes Appl. Phys. Lett. 1996 68 3120 3122
100. J. C. Hummelen B. W. Knight F. LePeq F. Wudl J. Yao C. L. Wilkins J. Org. Chem. 1995 60 532 538
101. J. G. G. Yu J. C. Hummelen F. Wudl A. J. Heeger Science 1995 270 1789 1791
102. S. Cataldo P. Salice E. Menna B. Pignataro Energy Environ. Sci. 2012 5 5919 5940
103. G. Kalita, K. Wakita and M. Umeno, Photovoltaic Specialists Conference (PVSC), 2010 35th IEEE, 2010
104. M. Bernardi J. Lohrman P. V. Kumar A. Kirkeminde N. Ferralis J. C. Grossman S. Ren ACS Nano 2012 6 8896 8903
105. S. L. I. Lee H. Kim H. Lee Y. Kim Open Phys. Chem. J. 2010 4 1 3
106. S. Ren M. Bernardi R. R. Lunt V. Bulovic J. C. Grossman S. Gradecak Nano Lett. 2011 11 5316 5321
107. C. Li Y. Chen S. A. Ntim S. Mitra Appl. Phys. Lett. 2010 96 143303
108. 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 1770
109. 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 8846
110. N. M. Dissanayake Z. Zhong Nano Lett. 2010 11 286 290
111. S. Chaudhary H. Lu A. M. Müller C. J. Bardeen M. Ozkan Nano Lett. 2007 7 1973 1979
112. J. Li J. Liu C. Gao G. Chen Int. J. Photoenergy 2011 2011 1 5
113. M. K. Nazeeruddin F. De Angelis S. Fantacci A. Selloni G. Viscardi P. Liska S. Ito T. Bessho M. Gratzel J. Am. Chem. Soc. 2005 127 16835 16847
114. N. Koide A. Islam Y. Chiba L. Y. Han J. Photochem. Photobiol., A 2006 182 296 305
115. C. J. H. T. H. Meen Y. W. Chen L. W. Ji C. C. Diao H. H. Chung Key Eng. Mater. 2008 368-372 1716 1719
116. M. Wei Y. Konishi H. Zhou M. Yanagida H. Sugihara H. Arakawa J. Mater. Chem. 2006 16 1287 1293
117. L. L. Li C. Y. Tsai H. P. Wu C. C. Chen E. W. G. Diau J. Mater. Chem. 2010 20 2753 2819
118. H. P. Wu L. L. Li C. C. Chen E. W. G. Diau Ceram. Int. 2012 38 6253 6266
119. P. Brown K. Takechi P. V. Kamat J. Phys. Chem. C 2008 112 4776 4782
120. S. Banerjee S. S. Wong Chem. Commun. 2004 1866 1867
121. J. M. Haremza M. A. Hahn T. D. Krauss S. Chen J. Calcines Nano Lett. 2002 2 1253 1258
122. F. Vietmeyer B. Seger P. V. Kamat Adv. Mater. 2007 19 2935 2940
123. P. V. Kamat Nano Today 2006 1 20 27
124. M. Olek T. Büsgen M. Hilgendorff M. Giersig J. Phys. Chem. B 2006 110 12901 12904
125. D. Wang J. K. Baral H. Zhao B. A. Gonfa V.-V. Truong M. A. El Khakani R. Izquierdo D. Ma Adv. Funct. Mater. 2011 21 4010 4018
126. T. Y. Lee P. S. Alegaonkar J.-B. Yoo Thin Solid Films 2007 515 5131 5135
127. X. H. Peng J. Y. Chen J. A. Misewich S. S. Wong Chem. Soc. Rev. 2009 38 1076 1098
128. C. Biswas S. Y. Jeong S. C. Lim D. J. Bae Y. H. Lee H. J. Shin S.-M. Yoon J. Y. Choi O. H. Cha M. S. Jeong D. Perello M. Yun Proc. SPIE 2008 7052 705216
129. X. G. Peng M. C. Schlamp A. V. Kadavanich A. P. Alivisatos J. Am. Chem. Soc. 1997 119 7019 7029
130. P. Reiss M. Protiere L. Li Small 2009 5 154 168
131. C. T. Yuan Y. G. Wang K. Y. Huang T. Y. Chen P. Yu J. Tang A. Sitt U. Banin O. Millo ACS Nano 2012 6 176 182
132. L. H. Zhang E. Z. Shi Z. Li P. X. Li Y. Jia C. Y. Ji J. Q. Wei K. L. Wang H. W. Zhu D. H. Wu A. Y. Cao Phys. Chem. Chem. Phys. 2012 14 3583 3588
133. S. H. Im Y. H. Lee S. I. Seok Electrochim. Acta 2010 55 5665 5669
134. M. Schierhorn S. W. Boettcher S. Kraemer G. D. Stucky M. Moskovits Nano Lett. 2009 9 3262 3267
135. E. Z. Shi J. Q. Nie X. J. Qin Z. J. Li L. H. Zhang Z. Li P. X. Li Y. Jia C. Y. Ji J. Q. Wei K. L. Wang H. W. Zhu D. H. Wu Y. Li Y. Fang W. Z. Qian F. Wei A. Y. Cao Energy Environ. Sci. 2012 5 6119 6125
136. C. Y. Yen Y. F. Lin S. H. Liao C. C. Weng C. C. Huang Y. H. Hsiao C. C. M. Ma M. C. Chang H. Shao M. C. Tsai C. K. Hsieh C. H. Tsai F. B. Weng Nanotechnology 2008 19 375305
137. W. D. Wang P. Serp P. Kalck J. L. Faria J. Mol. Catal. A: Chem. 2005 235 194 199
138. W. Lee J. Lee S. Lee W. Yi S. H. Han B. W. Cho Appl. Phys. Lett. 2008 92 153510
139. W. Lee J. Lee S. K. Min T. Park W. Yi S.-H. Han Mater. Sci. Eng., B 2009 156 48 51
140. F. S. Li S. H. Cho D. I. Son T. W. Kim S. K. Lee Y. H. Cho S. H. Jin Appl. Phys. Lett. 2009 94 111906
141. X. F. Gao H. B. Li W. T. Sun Q. Chen F. Q. Tang L. M. Peng J. Phys. Chem. C 2009 113 7531 7535
142. Y. Zhang T. F. Xie T. F. Jiang X. Wei S. Pang X. Wang D. Wang Nanotechnology 2009 20 155707
143. S. Zhang C. Y. Ji Z. Q. Bian R. H. Liu X. Y. Xia D. Q. Yun L. H. Zhang C. H. Huang A. Y. Cao Nano Lett. 2011 11 3383 3387
144. F. Previti S. Patane M. Allegrini Appl. Surf. Sci. 2009 255 9877 9879
145. M. M. Stylianakis J. A. Mikroyannidis E. Kymakis Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2010 94 267 274
146. R. L. Patyk B. S. Lomba A. F. Nogueira C. A. Furtado A. P. Santos R. M. Q. Mello L. Micaroni I. A. Hummelgen Phys. Status Solidi 2007 1 R43 R45
147. Y. X. Chen H. Gao Y. Luo Appl. Phys. Lett. 2012 99 143309
148. J. Arranz-Andrés W. J. Blau Carbon 2008 46 2067 2075
149. J. M. Holt A. J. Ferguson N. Kopidakis B. A. Larsen J. Bult G. Rumbles J. L. Blackburn Nano Lett. 2010 10 4627 4633
150. N. M. Dissanayake Z. H. Zhong Nano Lett. 2011 11 286 290
151. K. G. Qu H. X. Xu C. Zhao J. S. Ren X. G. Qu RSC Adv. 2011 1 632 639
152. X. Peng J. Chen J. A. Misewich S. S. Wong Chem. Soc. Rev. 2009 38 1076 1098