Technische Universiteit Delft

Promotie: Zonnecellen

door M&C

Promotie van Mevrouw E.C.V. Talgorn: "Photoconductivity of Quantum Dot Films Towards Third-Generation Solar Cells"

30 november 2010 | 10:00 uur
plaats: Aula TU Delft

Mevrouw E.C.V. Talgorn | Master for Materials for Energy Storage and Conversion, Spanje
promotor | Prof.dr. L.D.A. Siebbeles TNW
coprom. | Dr. A.J. Houtepen UD-TNW

Photoconductivity of Quantum Dot Films Towards Third-Generation Solar Cells

Colloïdale halfgeleider nanokristallen, ook wel kwantum dots of kwantum punten genoemd, hebben unieke opto-elektronische eigenschappen die ervoor zorgen dat het veelbelovende materialen zijn voor een groot aantal toepassingen zoals zonnecellen, lichtuitstralende diodes (LEDs), lasers en biologisch onderzoek. Eén van de meest interessante kenmerken is dat de energie van de band gap wordt bepaald door de grootte van de deeltjes. Dit maakt het mogelijk om zonnecellen te ontwerpen waarin de absorptie van zonlicht is geoptimaliseerd, met als gevolg dat de efficiëntie van de zonnecellen toeneemt. Voor het maken van opto-elektronische apparaten gebaseerd op kwantum dots zijn fotogeleidende lagen van nanokristallen nodig, met name lagen waarin het aanmaken en het transport van ladingsdragers efficiënt zijn. Dat is echter normaalgesproken niet het geval in zulke lagen, door de aanwezigheid van lange (1-2 nanometer) en isolerende moleculen die zich op het oppervlak van de kwantum dots bevinden om de deeltjes te stabiliseren en oppervlakte toestanden te passiveren. Het doel van dit proefschrift was om fotogeleidende kwantum dot lagen te maken en om de mechanismes te achterhalen die leiden tot het aanmaken van vrije ladingen en het transport en verval daarvan.
Drie opties om de fotogeleiding van de film te verhogen zijn in dit proefschrift onderzocht: het verwijderen van de oppervlaktemoleculen (Hoofdstuk 2), het vervangen van de oppervlaktemoleculen door kleine, organische moleculen (Hoofdstuk 3, 5 en 6) en het vervangen van de oppervlaktemoleculen door kleine, anorganische moleculen (Hoofdstuk 4). Mobiliteiten van meer dan 1 cm2/Vs zijn gerealiseerd in films van CdSe en PbSe kwantum dots (Hoofdstuk 4 en 5) en in sommige gevallen is een 100% efficiëntie van het foto-genereren van vrije ladingen behaald (Hoofdstuk 5). Daarnaast is ladingsextractie vanuit de kwantum dot lagen aangetoond met bemoedigende efficiëntie (Hoofdstuk 2). Deze resultaten laten zien dat kwantum dots voldoen aan de vereisten om te worden gebruikt als de actieve laag in zonnecellen.

Meer informatie?
Voor inzage in proefschriften van de promovendi kunt kijken in de TU Delft Repository op: repository.tudelft.nl. TU Delft Repository is de digitale vindplaats van openbare publicaties van de TU Delft. Proefschriften zullen binnen een paar weken na de desbetreffende promotie in de Repository te vinden zijn.