Graphene − quantum dot hybrid nanostructures with controlled optical and photoelectric properties for solar cell applications

Abstract

State-of-the-art research related to increasing the efficiency and reducing the cost of solar energy converters is analyzed. An approach to solving these issues is to introduce graphene and its derivatives into the photoactive layer of solar cells. These materials have record high charge carrier mobility at normal temperatures and low absorption cross-sections of solar radiation. The review considers chemical materials science methods and nanotechnology approaches to the design of 2D hybrid structures based on graphene and quantum dots. Examples of their most successful use in solar cells are given and promising areas of research and development in this field are formulated. The bibliography includes 173 references.

Electrophysical and Magnetic Properties of Arrays of Fibrous Iron-Containing Carbon Nanocomposites

“…Аналіз стану економіки і тенденцій розвитку сучасної наноіндустрії приводить до висновку, що однією з найбільш перспективних галузей нанотехнологій є виробництво вуглецевих наноматеріалів, зокрема, металовмісних, різного функціонального призначення [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10]. Відомо, що вуглець утворює надзвичайно багату гаму структурних модифікацій з унікальними фізичними, хімічними та біологічними властивостями, до яких, згідно існуючої класифікації, належать: кристалічні форми -алмаз (кубічна структура), графіт (гексагональна структура), карбін (структура з лінійних ланцюжків атомів вуглецю, упакованих в кристали силами Ван-дер-Ваальса); фулерени (квазінульвимірні структури) та їх похідніфулерити, вуглецеві волокна, одностінні і багатостінні нанотрубки (квазіодновимірні структури), графени (квазідвовимірні структури) [11][12][13][14].…”

Size Effect of Graphene Quantum Dots on Photoluminescence

“…These proprieties endow GQDs with stable fluorescence and adjustable bandgap [ 11 , 12 , 13 ]. Based on the above excellent feature, GQDs could be applied in multiple fields, such as photovoltaic devices [ 14 ], catalysis [ 15 , 16 , 17 , 18 , 19 , 20 , 21 , 22 ], solar cells [ 23 , 24 ], sensing [ 25 , 26 ], drug delivery [ 27 ], and cell imaging [ 28 , 29 , 30 , 31 ]. The hydrothermal method is a commonly used method for preparing GQDs.…”

Beyond Charge Transfer: The Impact of Auger Recombination and FRET on PL Quenching in an rGO-QDs System

“…QD/graphene systems are a type of novel nanostructure with advanced properties that can potentially be used for optoelectronic applications [ 11 , 12 ]. QD/graphene composites can be applied as a top layer in a solar cell to significantly enhance the device’s stability by reducing moisture ingress [ 13 ].…”