Lead telluride quantum dot solar cells displaying external quantum efficiencies exceeding 120%

Nano Letters

Volumn 15, Issue 12, 2015, Pages 7987-7993

  Böhm, Marcus L ^a   Jellicoe, Tom C ^a   Tabachnyk, Maxim ^a   Davis, Nathaniel J L K ^a   Wisnivesky Rocca Rivarola, Florencia ^b   Ducati, Caterina ^b   Ehrler, Bruno ^c   Bakulin, Artem A ^a   Greenham, Neil C ^a  

^a UNIVERSITY OF CAMBRIDGE   (United Kingdom)

^b UNIVERSITY OF CAMBRIDGE   (United Kingdom)

^c FOM INSTITUTE AMOLF   (Netherlands)

Author keywords

Lead telluride quantum dots; multiple exciton generation; pump push photocurrent spectroscopy; solar cells

Indexed keywords

ABSORPTION COOLING; CHARGE CARRIERS; DISPLAY DEVICES; EXCITONS; NANOCRYSTALS; SEMICONDUCTOR QUANTUM DOTS; SOLAR CELLS; SOLAR POWER GENERATION;

EXTERNAL QUANTUM EFFICIENCY; INTERNAL QUANTUM EFFICIENCY; INTRABAND RELAXATION PROCESS; LEAD TELLURIDE; MULTIPLE EXCITON GENERATIONS; PHOTOCURRENT SPECTROSCOPY; SEMICONDUCTING QUANTUM DOTS; SINGLE JUNCTION SOLAR CELLS;

QUANTUM EFFICIENCY;

EID: 84949678361     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/acs.nanolett.5b03161     Document Type: Article

References (48)

1. Beard, M. C.; Midgett, A. G.; Hanna, M. C.; Luther, J. M.; Hughes, B. K.; Nozik, A. J. Nano Lett. 2010, 10, 3019-3027 10.1021/nl101490z
2. Robbins, D. J. Phys. Status Solidi B 1980, 97, 9 10.1002/pssb.2220970102
3. Beard, M. C.; Luther, J. M.; Nozik, A. J. Nat. Nanotechnol. 2014, 9, 951-954 10.1038/nnano.2014.292
4. Beard, M. C.; Luther, J. M.; Semonin, O. E.; Nozik, A. J. Acc. Chem. Res. 2013, 46, 1252-1260 10.1021/ar3001958
5. Schaller, R. D.; Klimov, V. I. Phys. Rev. Lett. 2004, 92, 186601 10.1103/PhysRevLett.92.186601
6. Beard, M. C. J. Phys. Chem. Lett. 2011, 2, 1282-1288 10.1021/jz200166y
7. Nozik, A. J. Chem. Phys. Lett. 2008, 457, 3-11 10.1016/j.cplett.2008.03.094
8. Smith, C.; Binks, D. Nanomaterials 2014, 4, 19-45 10.3390/nano4010019
9. Ellingson, R. J.; Beard, M. C.; Johnson, J. C.; Yu, P.; Micic, O. I.; Nozik, A. J.; Shabaev, A.; Efros, A. L. Nano Lett. 2005, 5, 865-871 10.1021/nl0502672
10. Pietryga, J. M.; Zhuravlev, K. K.; Whitehead, M.; Klimov, V. I.; Schaller, R. D. Phys. Rev. Lett. 2008, 101, 1-4 10.1103/PhysRevLett.101.217401
11. Schaller, R. D.; Petruska, M. A.; Klimov, V. I. Appl. Phys. Lett. 2005, 87, 253102 10.1063/1.2142092
12. Allan, G.; Delerue, C. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2009, 79, 195324 10.1103/PhysRevB.79.195324
13. Stewart, J. T.; Padilha, L. A.; Bae, W. K.; Koh, W. K.; Pietryga, J. M.; Klimov, V. I. J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4, 2061-2068 10.1021/jz4004334
14. Stewart, J. T.; Padilha, L. A.; Qazilbash, M. M.; Pietryga, J. M.; Midgett, A. G.; Luther, J. M.; Beard, M. C.; Nozik, A. J.; Klimov, V. I. Nano Lett. 2012, 12, 622-628 10.1021/nl203367m
15. Nootz, G.; Padilha, L. A.; Levina, L.; Sukhovatkin, V.; Webster, S.; Brzozowski, L.; Sargent, E. H.; Hagan, D. J.; Van Stryland, E. W. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2011, 83 (15) 1-7 10.1103/PhysRevB.83.155302
16. McGuire, J. A.; Sykora, M.; Joo, J.; Pietryga, J. M.; Klimov, V. I. Nano Lett. 2010, 10, 2049-2057 10.1021/nl100177c
17. Midgett, A. G.; Luther, J. M.; Stewart, J. T.; Smith, D. K.; Padilha, L. A.; Klimov, V. I.; Nozik, A. J.; Beard, M. C. Nano Lett. 2013, 13, 3078-3085 10.1021/nl4009748
18. Padilha, L. A.; Stewart, J. T.; Sandberg, R. L.; Bae, W. K.; Koh, W.; Pietryga, J. M.; Klimov, V. I. Acc. Chem. Res. 2013, 46, 1261-1269 10.1021/ar300228x
19. Colloidal Quantum Dot Optoelectronics and Photovoltaics; Konstantatos, G.; Sargent, E. H., Eds.; Cambridge University Press: Cambridge, 2013.
20. Dalven, R. Phys. Rev. B 1971, 3, 3359 10.1103/PhysRevB.3.3359
21. Habinshuti, J.; Kilian, O.; Cristini-Robbe, O.; Sashchiuk, A.; Addad, A.; Turrell, S.; Lifshitz, E.; Grandidier, B.; Wirtz, L. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2013, 88, 1-7 10.1103/PhysRevB.88.115313
22. Wu, H.; Cao, C.; Si, J.; Xu, T.; Zhang, H.; Wu, H.; Chen, J.; Shen, W.; Dai, N. J. Appl. Phys. 2007, 101, 103505 10.1063/1.2714682
23. Bae, W. K.; Joo, J.; Padilha, L. A.; Won, J.; Lee, D. C.; Lin, Q.; Koh, W.; Luo, H.; Klimov, V. I.; Pietryga, J. M. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 20160-20168 10.1021/ja309783v
24. Bode, D.; Levinstein, H. Phys. Rev. 1954, 96, 259 10.1103/PhysRev.96.259
25. Murphy, J. E.; Beard, M. C.; Norman, A. G.; Ahrenkiel, S. P.; Johnson, J. C.; Yu, P.; Mićić, O. I.; Ellingson, R. J.; Nozik, A. J. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 3241-3247 10.1021/ja0574973
26. Pan, Y.; Bai, H.; Pan, L.; Li, Y.; Tamargo, M. C.; Sohel, M.; Lombardi, J. R. J. Mater. Chem. 2012, 22, 23593 10.1039/c2jm15540k
27. Urban, J. J.; Talapin, D. V.; Shevchenko, E. V.; Murray, C. B. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 3248-3255 10.1021/ja058269b
28. Semonin, O. E.; Luther, J. M.; Choi, S.; Chen, H.-Y.; Gao, J.; Nozik, A. J.; Beard, M. C. Science 2011, 334, 1530-1533 10.1126/science.1209845
29. Burkhard, G. F.; Hoke, E. T.; McGehee, M. D. Adv. Mater. 2010, 22, 3293-3297 10.1002/adma.201000883
30. Tabachnyk, M.; Ehrler, B.; Bayliss, S.; Friend, R. H.; Greenham, N. C. Appl. Phys. Lett. 2013, 103, 153302 10.1063/1.4824420
31. Hillhouse, H. W.; Beard, M. C. Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 2009, 14, 245-259 10.1016/j.cocis.2009.05.002
32. Fuke, N.; Hoch, L. B.; Koposov, A. Y.; Manner, V. W.; Werder, D. J.; Fukui, A.; Koide, N.; Katayama, H.; Sykora, M. ACS Nano 2010, 4, 6377-6386 10.1021/nn101319x
33. Law, M.; Luther, J. M.; Beard, M. C.; Choi, S.; Nozik, A. J. Conf. Rec. IEEE Photovolt. Spec. Conf. 2009, 002068-002073 10.1109/PVSC.2009.5411446
34. Davis, N. J. L. K.; Böhm, M. L.; Tabachnyk, M.; Wisnivesky-Rocca-Rivarola, F.; Jellicoe, T. C.; Ducati, C.; Ehrler, B.; Greenham, N. C. Nat. Commun. 2015, 6, 8259 10.1038/ncomms9259
35. Schaller, R. D.; Pietryga, J. M.; Goupalov, S. V.; Petruska, M. A.; Ivanov, S. A.; Klimov, V. I. Phys. Rev. Lett. 2005, 95, 1-4 10.1103/PhysRevLett.95.196401
36. Mukherjee, A.; Ghosh, S. Phys. E 2014, 64, 234-239 10.1016/j.physe.2014.08.004
37. Geiregat, P.; Delerue, C.; Justo, Y.; Aerts, M.; Spoor, F.; Thourhout, D.; Van Siebbeles, L. D. A.; Allan, G.; Houtepen, A. J.; Hens, Z. ACS Nano 2015, 9, 778-788 10.1021/nn5062723
38. Bakulin, A. A.; Rao, A.; Pavelyev, V. G.; van Loosdrecht, P. H. M.; Pshenichnikov, M. S.; Niedzialek, D.; Cornil, J.; Beljonne, D.; Friend, R. H. Science 2012, 335, 1340-1344 10.1126/science.1217745
39. Bakulin, A. A.; Neutzner, S.; Bakker, H. J.; Ottaviani, L.; Barakel, D.; Chen, Z. ACS Nano 2013, 7, 8771 10.1021/nn403190s
40. McGuire, J. A.; Joo, J.; Pietryga, J. M.; Schaller, R. D.; Klimov, V. I. Acc. Chem. Res. 2008, 41, 1810-1819 10.1021/ar800112v
41. Kang, I.; Oh, J.; Wise, F. W.; Chang, K.; Ihm, G.; Lee, S. Phys. Rev. B 1996, 14, 1632
42. Ehrler, B.; Musselman, K. P.; Böhm, M. L.; Friend, R. H.; Greenham, N. C. Appl. Phys. Lett. 2012, 101, 153507 10.1063/1.4757612
43. Saberi Moghaddam, R.; Huettner, S.; Vaynzof, Y.; Ducati, C.; Divitini, G.; Lohwasser, R. H.; Musselman, K. P.; Sepe, A.; Scherer, M. R. J.; Thelakkat, M.; Steiner, U.; Friend, R. H. Nano Lett. 2013, 13, 4499-4504 10.1021/nl4024275
44. Ehrler, B.; Walker, B. J.; Böhm, M. L.; Wilson, M. W. B.; Vaynzof, Y.; Friend, R. H.; Greenham, N. C. Nat. Commun. 2012, 3, 1019 10.1038/ncomms2012
45. Jin, Y.; Wang, J.; Sun, B.; Blakesley, J. C.; Greenham, N. C. Nano Lett. 2008, 8, 1649-1653 10.1021/nl0803702
46. Brenner, T. J. K.; Vaynzof, Y.; Li, Z.; Kabra, D.; Friend, R. H.; McNeill, C. R. J. Phys. D: Appl. Phys. 2012, 45, 415101 10.1088/0022-3727/45/41/415101
47. Brenner, T. J. K.; Li, Z.; McNeill, C. R. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 22075-22083 10.1021/jp208466t
48. Winsemius, P.; Kampen, F. F. Van; Lengkeek, H. P.; Went, C. G. Van. J. Phys. F: Met. Phys. 1976, 6, 1583-1606 10.1088/0305-4608/6/8/017