Cristin-resultat-ID: 2141063
Sist endret: 21. februar 2024, 14:04
NVI-rapporteringsår: 2023
Resultat
Vitenskapelig artikkel
2023

Optical properties of ZnFe2O4 nanoparticles and Fe-decorated inversion domain boundaries in ZnO

Bidragsytere:
  • Snorre Braathen Kjeldby
  • Phuong Dan Nguyen
  • Javier García Fernández
  • Kristian Haug
  • Augustinas Galeckas
  • Ingvild Julie Thue Jensen
  • mfl.

Tidsskrift

Nanoscale Advances
e-ISSN 2516-0230
NVI-nivå 1

Om resultatet

Vitenskapelig artikkel
Publiseringsår: 2023
Volum: 5
Hefte: 7
Sider: 2102 - 2110
Open Access

Importkilder

Scopus-ID: 2-s2.0-85151034910

Beskrivelse Beskrivelse

Tittel

Optical properties of ZnFe2O4 nanoparticles and Fe-decorated inversion domain boundaries in ZnO

Sammendrag

The maximum efficiency of solar cells utilizing a single layer for photovoltaic conversion is given by the single junction Shockley–Queisser limit. In tandem solar cells, a stack of materials with different band gaps contribute to the conversion, enabling tandem cells to exceed the single junction Shockley–Queisser limit. An intriguing variant of this approach is to embed semiconducting nanoparticles in a transparent conducting oxide (TCO) solar cell front contact. This alternative route would enhance the functionality of the TCO layer, allowing it to participate directly in photovoltaic conversion via photon absorption and charge carrier generation in the nanoparticles. Here, we demonstrate the functionalization of ZnO through incorporation of either ZnFe2O4 spinel nanoparticles (NPs) or inversion domain boundaries (IDBs) decorated by Fe. Diffuse reflectance spectroscopy and electron energy loss spectroscopy show that samples containing spinel particles and samples containing IDBs decorated by Fe both display enhanced absorption in the visible range at around 2.0 and 2.6 eV. This striking functional similarity was attributed to the local structural similarity around Fe-ions in spinel ZnFe2O4 and at Fe-decorated basal IDBs. Hence, functional properties of the ZnFe2O4 arise already for the two-dimensional basal IDBs, from which these planar defects behave like two-dimensional spinel-like inclusions in ZnO. Cathodoluminescence spectra reveal an increased luminescence around the band edge of spinel ZnFe2O4 when measuring on the spinel ZnFe2O4 NPs embedded in ZnO, whereas spectra from Fe-decorated IDBs could be deconvoluted into luminescence contributions from bulk ZnO and bulk ZnFe2O4.

Bidragsytere

Snorre Braathen Kjeldby

  • Tilknyttet:
    Forfatter
    ved Fysisk institutt ved Universitetet i Oslo
  • Tilknyttet:
    Forfatter
    ved Senter for materialvitenskap og nanoteknologi ved Universitetet i Oslo

Phuong Dan Nguyen

  • Tilknyttet:
    Forfatter
    ved Senter for materialvitenskap og nanoteknologi ved Universitetet i Oslo
  • Tilknyttet:
    Forfatter
    ved Strukturfysikk ved Universitetet i Oslo
  • Tilknyttet:
    Forfatter
    ved Fysisk institutt ved Universitetet i Oslo

Javier García Fernández

  • Tilknyttet:
    Forfatter
    ved Fysisk institutt ved Universitetet i Oslo
  • Tilknyttet:
    Forfatter
    ved Senter for materialvitenskap og nanoteknologi ved Universitetet i Oslo

Kristian Haug

  • Tilknyttet:
    Forfatter
    ved Senter for Materialvitenskap og Nanoteknologi fysikk ved Universitetet i Oslo
  • Tilknyttet:
    Forfatter
    ved Fysisk institutt ved Universitetet i Oslo
Aktiv cristin-person

Augustinas Galeckas

  • Tilknyttet:
    Forfatter
    ved Fysisk institutt ved Universitetet i Oslo
  • Tilknyttet:
    Forfatter
    ved Senter for materialvitenskap og nanoteknologi ved Universitetet i Oslo
1 - 5 av 9 | Neste | Siste »