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.