20 nm Asignación de electrones rápidos en los semiconductores: una herramienta espectroscópica para la comprensión de las células solares O… Cuántos puntos.

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1 20 nm Asignación de electrones rápidos en los semiconductores: una herramienta espectroscópica para la comprensión de las células solares O… Cuántos puntos puede hacer que las células solares de mejor Ryan Smith Lawrence Berkeley National Laboratory Ciencias de los Materiales 05 de octubre 2012

2 Lo que es inevitable?

3 El consumo mundial de energía humana (15 TW) podría ser suministrado por cubiertaaproximadamente el área de un desierto tropical con la conversión de las células solares 10% de la luz solar a electricidad. Incidente luz del sol– 1 kW/m 2 1 GW/km 2

4 Eficiencia de las células se mejora… Pero este no es el énfasis principal en la industria...

5 El costo por vatio está mejorando http://www.txchnologist.com/2011/declining-cost-per-watt-solar

6 Los fotones crear una acumulación de carga - como una batería! ¿Cómo una célula solar convertir luz en electricidad?

7 Inserción de dots" en los materiales puede ayudar a ajustar las longitudes de onda de absorción dom. Nozik. Physica E 14 115 (2002) también múltiple Generación de electrones Es una posibilidad- Un fotón crea más de una electrón! Un problema: los cargos creados tienden a quedarse atrapado en las islas!

8 Novela heteroestructuras inorgánicos pueden ayudar a resolver el problema de transferencia de carga D. Milliron et al. Nature 430, 190 (2004); T. Mokari et al. Science 304, 1787 (2004); J. Urban et al. JACS 128, 3248 (2006); R. D. Robinson et al. Science 317, 355 (2007); J. Urban et al. Nature Mat. 6, 115 (2007); M. Jones, et al. J. Phys. Chem. C 112, 5423 (2008); A. Saunders, et al. J. Phys. Chem. B 110, 25421 (2006). CdSe/CdTe tetrapods with multiple interfaces Au-capped CdSe nanorods Materiales flexibilidad, estructuras adaptadas: El control sobre la creación excitón, acoplamiento, separación dirigida cargo Gran potencial para la energía solar eficiente conversión en energía fotovoltaica /-catalizadores Ultrafast foto-inducidos por la dinámica Las aplicaciones fotovoltaicas - dual-semiconductor nanorods, tetrapods - metal-semiconductor heterostructures - superlattices, bi-metallics, etc...

9 Concepto de 2-D espectroscopia: 1-D de datos proporciona información sobre el sistema limitado - acoplamientos entre estados no son accesibles directamente

10 Cómo observar la compleja dinámica? 2D Fourier-Transform Espectroscopia (2D-FTS) tT Time 123 1 2 3 Level Mixing Multi-Dimensional Four-Wave-Mixing T. Brixner et al. Nature 434, 625 (2005) Aplicar 2D-FTS a los nanomateriales inorgánicos Few studies in semiconductors - quantum wells. X. Li, et al. PRL 96, 057406 (2006); T. Zhang et al. PNAS 104, 14227 (2007).

11 tT Time 123 1 2 3 Resolver tanto en amplitud y fase de respuesta óptica no lineal Distinguir homogéneo vs homogénea? Ampliación, la comparación directa con la teoría Bidimensional mapeo Desenredar mutuo nivel acoplamientos Evolución temporal del flujo de energía y electrónicos coherencia entre nanoestructura después de la excitación Control de la secuencia de tiempo de pulso Posibilidad de seleccionar determinadas vías de la mecánica cuántica Ventajas de la 2D-FTS

12 Resumen: el estudio de electrones rápidos en los puntos cuánticos pueden ayudarnos a comprender y desarrollar mejores materiales solares 20 nm Dots puede ser usada para ajustar las longitudes de onda, y, posiblemente, para la generación de múltiples electrones. Podemos crear mapas bidimensionales que nos ayudan a realizar el seguimiento del movimiento de los electrones. CdSe/CdTe tetrapods with multiple interfaces Al estimular y observar esta dinámica en nuevos materiales, esperamos dilucidar física esenciales detrás de la mejora de la próxima generación de eficiencias solares.