利用单重态裂变增强硅太阳能电池：以量子点中间层实现福斯特共振能量转移为例
应用物理
2018-01-31 v1 材料科学
光学
摘要
太阳能电池效率克服 Shockley-Queisser 极限的一种途径是利用并四苯（Tc）等多并苯中的单重态裂变（SF）对高能光子进行下转换。SF 使得高能光子产生多个激子，可与 Si 结合加以收集。本工作中，我们研究使用带隙接近 Si 的硫化铅量子点（PbS QDs）作为中间层，实现从 Tc 到 Si 的福斯特共振能量转移（FRET），该过程若无中间 QD 步骤则在自旋上被禁戒。我们考察通常最常用于描述分子相互作用的常规 FRET 模型如何被修正以描述 Tc 与 Si 之间 QDs 的几何结构，以及 QD 与 Si 的距离和 QD 带隙如何影响 FRET 效率。通过将 FRET 模型中的受体偶极子扩展为二维平面乃至体材料，我们看到转移的距离依赖性得以松弛。我们的结果表明，即便对于光致发光量子产率相对较低的量子点，在约 1 nm 的极短但可能现实的距离下，从 PbS QDs 到 Si 的 FRET 效率也完全可能远高于 50%。
引用
@article{arxiv.1801.09765,
title = {Enhancing silicon solar cells with singlet fission: the case for Foerster resonant energy transfer using a quantum dot intermediate},
author = {S. W. Tabernig and B. Daiber and T. Wang and B. Ehrler},
journal= {arXiv preprint arXiv:1801.09765},
year = {2018}
}
备注
12 pages, 6 figures submitted to Journal of Photonics for Energy