20 nm20 nm

Asignación de electrones rápidos en Asignación de electrones rápidos en los semiconductores:los semiconductores:una herramienta espectroscópica una herramienta espectroscópica para la comprensión de las células para la comprensión de las células solaressolares

O…O…Cuántos puntos puede hacer que las Cuántos puntos puede hacer que las células solares de mejorcélulas solares de mejor

Ryan SmithRyan SmithLawrence Berkeley National Lawrence Berkeley National LaboratoryLaboratoryCiencias de los Materiales Ciencias de los Materiales 05 de octubre 201205 de octubre 2012

Lo que es inevitable?

El consumo El consumo mundial de mundial de energía energía humanahumana(15 TW)(15 TW)podría serpodría sersuministrado suministrado porporcubiertacubiertaaproximadameaproximadamente nte el área de unel área de undesierto desierto tropical con la tropical con la conversión de conversión de las células las células solaressolares10% de la luz 10% de la luz solar a solar a electricidad.electricidad.

Incidente luz del sol– 1 kW/mIncidente luz del sol– 1 kW/m22 1 GW/km 1 GW/km22

Eficiencia de las células se mejora…

Pero este no es el énfasis principal en la industria ...

El costo por vatio está mejorando

http://www.txchnologist.com/2011/declining-cost-per-watt-solar

Los fotones crear una acumulación de carga - como una batería!

¿Cómo una célula solar convertir luz en electricidad?

Inserción de “dots" en los materiales puede ayudar a ajustar las longitudes de onda de absorción dom.

Nozik. Physica E 14 115 (2002)

también múltipleGeneración de electronesEs una posibilidad-Un fotón crea más de una electrón!

Un problema: los cargos creados tienden a quedarse atrapado en las islas!Un problema: los cargos creados tienden a quedarse atrapado en las islas!

Novela heteroestructuras inorgánicos pueden ayudar a resolver el problema de transferencia de carga

CdSe/CdTe tetrapods with multiple interfaces

Au-capped CdSe nanorods

Materiales flexibilidad, estructuras adaptadas:Materiales flexibilidad, estructuras adaptadas:

El control sobre la creación excitón, El control sobre la creación excitón, acoplamiento, separación dirigida cargoacoplamiento, 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 ...

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

Cómo observar la compleja dinámica? 2D Fourier-Transform Espectroscopia (2D-FTS)

tT

Time

1 2 3

12

3

Level Mixing

Multi-DimensionalFour-Wave-Mixing

T. Brixner et al. Nature 434, 625 (2005)

Aplicar 2D-FTS a los Aplicar 2D-FTS a los nanomateriales inorgánicosnanomateriales inorgánicos

tT

Time

1 2 3

12

3

Resolver tanto en amplitud y faseResolver tanto en amplitud y fasede respuesta óptica no linealde respuesta óptica no lineal

Distinguir homogéneo vs homogénea? Ampliación, la comparación directa con la teoría

Bidimensional mapeoBidimensional mapeo

Desenredar mutuo nivel acoplamientos

Evolución temporal del flujo de energía y electrónicoscoherencia entre nanoestructura después de la excitación

Control de la secuencia de tiempo Control de la secuencia de tiempo de pulsode pulso

Posibilidad de seleccionar determinadas vías de la mecánica cuántica

Ventajas de la 2D-FTS

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.