Emergence of new materials for exploiting highly efficient carrier multiplication in photovoltaics

作者
Sourav Maiti,Marco van der Laan,Deepika Poonia,Peter Schall,Sachin Kinge,Laurens D. A. Siebbeles
出处
期刊:Chemical physics reviews [American Institute of Physics]
卷期号:1 (1) 被引量:34
标识
DOI:10.1063/5.0025748
摘要

In conventional solar cell semiconductor materials, the excess energy of electrons and holes beyond the bandgap is wasted as heat, because they cool down to the band edge due to phonon emission. If the excess energy is more than the bandgap, it can in principle be utilized through a process known as carrier multiplication (CM) in which a single photon generates two (or more) electron-hole pairs. In this way, CM can enhance the photocurrent of a photovoltaic device. We provide an overview of experimental and theoretical methods used to study CM. Next, we consider the effects of composition and nanostructure of materials, on the threshold photon energy and efficiency of CM. Results for percolative networks of coupled PbSe quantum dots, Sn/Pb based halide perovskites, and two-dimensional transition metal dichalcogenides such as MoTe2 are discussed. Based on our current understanding, the CM threshold can get close to the minimal value of twice the bandgap in materials where a photon induces an asymmetric electronic transition from a deeper valence band or to a higher conduction band. We then address the effects of the exciton binding energy and charge carrier mobility on the photogeneration of free charges and their extraction at external electrodes of a photovoltaic device. Finally, we discuss future directions toward the development of new materials to realize a low threshold photon energy and high efficiency of CM.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
王某某发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
酷波er的应助被jiujiu圆圆个采纳,获得10
1秒前
诸糜完成签到,获得积分10
2秒前
镜像源已失效完成签到,获得积分10
2秒前
wangchong完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
慕青的应助被傻芙芙的采纳,获得10
3秒前
Lillee完成签到,获得积分10
4秒前
整齐棉花糖完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
玉儿发布了新的文献求助10
4秒前
菜园小饼完成签到,获得积分10
5秒前
wangyilin完成签到,获得积分10
5秒前
舒适的文博完成签到,获得积分10
5秒前
科研通AI6.2的应助被诸糜采纳,获得10
6秒前
jin的应助被Nobless采纳,获得10
6秒前
7秒前
7秒前
开心孟完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
极限001的应助被老迟到的丹雪采纳,获得200
8秒前
8秒前
龙06完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
科目三的应助被王某某采纳,获得10
9秒前
实验室发布了新的文献求助10
9秒前
Lee完成签到 ,获得积分10
9秒前
greenren发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
完美世界的应助被紧张的背包采纳,获得10
10秒前
11秒前
12秒前
mht完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
13秒前
乐乐的应助被帅气雪枫采纳,获得10
14秒前
zhulinling完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
Lepe发布了新的文献求助10
14秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Les Mantodea De Guyane 2000
Energie-Contracting 1500
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Stochastic Models in Operations Research,Vol. 2 600
Organizational Behavior 510
Critical Bildung: Hegel and the Logic of Diremption 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8035665
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9472242
关于积分的说明 21257145
捐赠科研通 7605528
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3389889
关于科研通互助平台的介绍 2521942
邀请新用户注册赠送积分活动 2427259