• Title/Summary/Keyword: quantum dot

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Quantum dot sensitized ZnO nanowire array for solar cell application

  • Seol, Min-Su;Kim, Hui-Jin;Kim, U-Seok;Yong, Gi-Jung
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2011.02a
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    • pp.384-384
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    • 2011
  • 양자점 감응형 태양전지는 염료감응형 태양전지와 비슷한 구조를 가지지만, 유기물 염료를 대신하여 무기물 양자점을 사용함으로서 기존 유기물 염료가 가지는 한계점을 극복할 수 있다. 양자점을 광감응 염료로 사용하는 경우 양자제한효과(quantum confinement effect)에 의해 양자점의 사이즈조절만으로 밴드갭을 조절할 수 있어 광학적 특성 조절이 용이하며, 유기물 염료보다 광흡수 능력도 뛰어나다. 더불어, 하나의 광자를 흡수하여 두개 이상의 전자-정공쌍을 만들 수 있는(multiple exciton generation) 가능성이 있어 기존 태양전지가 가지는 이론적 한계효율(Shockley-Queisser limit)을 뛰어넘을 수 있다. 본 연구에서는 고효율의 양자점 감응형 태양전지 개발을 위해, ZnO 나노선 구조에 CdS, CdSe 양자점을 증착한 CdSe/CdS/ZnO 나노선 헤테로구조를 수열합성법으로 합성하였다. 증착한 CdSe/CdS 양자점이 태양광의 가시광 전 영역을 흡수하여 전자-정공을 생성하며, 세 물질 간의 밴드구조를 통해 양자점에서 생성된 전자가 ZnO 나노선으로 포집되고, 바닥전극으로 직접연결이 되어있는 1차원의 나노선 구조를 통해 전자를 효율적으로 운반할 수 있다.

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Development of CdSe/CdS Quantum Dot Co-sensitized ZnO Nanowire Solar Cell

  • Seol, Min-Su;Kim, Hui-Jin;Kim, U-Seok;Yong, Gi-Jung
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2011.08a
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    • pp.369-369
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    • 2011
  • 양자점 감응형 태양전지는 가시광 영역을 흡수, 이용할 수 있는 광감응 물질로 무기물 양자점을 사용하며, 이 경우 나노미터 크기의 무기물 양자점으로 인한 양자제한 효과 (quantum confinement effect)에 의해 양자점의 사이즈 조절 만으로 밴드갭을 조절할 수 있어 광학적 특성 조절이 용이하며, 하나의 광자를 흡수하여 두개 이상의 전자-정공쌍을 만들 수 있는 (multiple exciton generation) 가능성이 있어 기존 태양전지가 가지는 이론적 한계효율(Shockley-Queisser limit)을 뛰어넘을 수 있다. 본 연구에서는 양자점 및 염료 감응형 태양전지분야에서 가장 많이 사용되고 있는 TiO2 다공성 필름이 아닌, ZnO 나노선 구조를 이용하여 양자점 감응형 태양전지를 제작하였다. ZnO의 경우 TiO2보다 높은 전자이동도를 가지며, 나노선 구조가 바닥전극까지 수직 연결된 1차원의 전자전달경로를 제공하여 결과적으로 광전자 포집에 유리하다. 또한, CdS, CdSe 양자점을 동시에 사용하여 광흡수 범위를 가시광 전 영역으로 확장하였으며, 계단형 밴드구조를 통해 광전자-정공 분리 및 포집을 용이하게 하였다. 더 나아가 전해질의 조성, 나노선의 길이 등 다양한 부분을 조절하면서 각 변수가 소자의 효율에 미치는 영향을 관찰하였다.

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Junction Temperature of Quantum Dot Laser Diodes Depending on the Mesa Depth (양자점 레이저 다이오드의 식각 깊이에 따른 접합온도 측정)

  • Jeong, Jung-Hwa;Han, Il-Ki;Lee, Jung-Il
    • Journal of the Korean Vacuum Society
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    • v.17 no.6
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    • pp.555-559
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    • 2008
  • Junction temperature of quantum dot laser diodes is investigated by utilizing forward voltage-temperature method. In the case of ridge type laser diodes with deep mesa the increasing rate of junction temperature to current is about 0.05 K/mA, while in the case of shallow mesa the increasing rate is about 0.07 K/mA. It is explained that the relatively low increasing rate in the deep mesa results from the heat expansion to the lateral direction of mesa.

Temperature Dependent Photoluminescence from InAs/GaAs Quantum Dots Grown by Molecular Beam Epitaxy

  • Lee, Kyoung Su;Oh, Gyujin;Kim, Eun Kyu;Song, Jin Dong
    • Applied Science and Convergence Technology
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    • v.26 no.4
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    • pp.86-90
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    • 2017
  • We have reported structural and optical properties of self-assembled InAs/GaAs quantum dot (QD) grown by molecular beam epitaxy with different arsenic to indium flux ratios (V/III ratios). By increasing the V/III ratio from 9 to 160, average diameter and height of the InAs QDs decreased, but areal density of them increased. The InAs QDs grown under V/III ratio of 30 had a highest-aspect-ratio of 0.134 among them grown with other conditions. Optical property of the InAs QD was investigated by the temperature-dependent photoluminescence (PL) and integrated PL. From the temperature dependence PL measurements of InAs QDs, the activation energies of $E_{a1}$ and $E_{a2}$ for the InAs QDs were obtained $48{\pm}3meV$ and $229{\pm}23meV$, respectively. It was considered that the values of $E_{a1}$ and $E_{a2}$ are corresponded to the energy difference between ground-state and first excited state, and the energy difference between ground-state and wetting layer, respectively.

Inorganic Phosphor Materials for White LED Display (백색 엘이디 디스플레이를 위한 형광체 재료 기술)

  • Lee, Jung-Il;Ryu, Jeong Ho
    • Journal of Institute of Convergence Technology
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    • v.4 no.1
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    • pp.21-27
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    • 2014
  • White LEDs (light-emitting diodes) are promising new-generation light sources which can replace conventional lamps due to their high reliability, low energy consumption and eco-friendly effects. This paper briefly reviews recent progress of oxy/nitride host phosphor and quantum dot materials with broad excitation band characteristics for phosphor-converted white LEDs. Among oxy/nitride host materials, $M_2Si_5N_8:Eu^{2+}$, $MAlSiN_3:Eu^{2+}$ M-SiON(M=Ca, Sr, Ba), ${\alpha}/{\beta}-SiAlON:Eu^{2+}$ are excellent phosphors for white LED using blue-emitting chip. They have very broad excitation bands in the range of 440-460 nm and exhibit emission from green to red. In this paper, In this review we focus on recent developments in the crystal structure, luminescence and applications of the oxy/nitride phosphors for white LEDs. In addition, the application prospects and current trends of research and development of quantum dot phosphors are also discussed.

Study on the Coating Condition of ZnS Passivation Layer for the Enhanced Photovoltaic Properties of Quantum Dot Photoelectrodes (양자점 광전극의 광전특성 향상을 위한 ZnS 패시베이션 층 코팅 조건에 관한 연구)

  • JUNG, SUNG-MOK;KIM, JAE-YUP
    • Journal of Hydrogen and New Energy
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    • v.33 no.1
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    • pp.113-120
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    • 2022
  • Quantum dots (QDs) are attractive photosensitizer candidates for application not only in solar cells but also in solar hydrogen generation. For the prepartion of highly efficient QD-sensitized photoelectrodes, it is important to reduce electron recombination at the photoanode/electrolyte interface. Here, we study on the coating condition of ZnS passivation layers on the photoanodes in QD-sensitized solar cells (QDSCs). The ZnS passivation layers are coated by successive ionic layer adsorption and reaction method, and as the cation precursor, zinc acetate and zinc nitrate are empolyed. Due to the higher pH of cation precursor solution, the ZnS loading is improved when the zinc acetate is used, compared to the zinc nitrate. This improved loading of ZnS leads to the reduced electron recombination at the surface of photoanodes and the enhaced conversion efficiency of QDSCs from 6.07% to 7.45%.