Extensive literature and publications on intermediate band solar cells (IBSCs) are reviewed. A detailed discussion is given on the thermodynamics of solar energy conversion in IBSCs, the device physics, and the carrier dynamics processes with a particular emphasis on the two-step inter-subband absorption/recombination processes that are of paramount importance in a successful implementation high-efficiency IBSC. The experimental solar cell performance is further discussed, which has been recently demonstrated by using highly mismatched alloys and high-density quantum dot arrays and superlattice. IBSCs having widely different structures, materials, and spectral responses are also covered, as is the optimization of device parameters to achieve maximum performance.
References
1.
M.
Wolf
, Proc. IRE
48
, 1246
(1960
).2.
S.
Kettemann
and J. F.
Guillemoles
, in Proceedings of the 13th European Photovoltaic Solar Energy Conference
(1995
), pp. 119
–121
.3.
A.
Luque
and A.
Martí
, Phys. Rev. Lett.
78
, 5014
(1997
).4.
M. J.
Keevers
and M. A.
Green
, J. Appl. Phys.
75
, 4022
(1994
).5.
M. A.
Green
, Third Generation Photovoltaics: Advanced Solar Electricity Generation
(Springer Berlin Heidelberg
, 2003
).6.
A.
Luque
, A.
Martí
, E.
Antolín
, and C.
Tablero
, Physica B
382
, 320
(2006
).7.
W.
Shockley
and H. J.
Queisser
, J. Appl. Phys.
32
, 510
(1961
).8.
B. M.
Kayes
, H.
Nie
, R.
Twist
, S. G.
Spruytte
, F.
Reinhardt
, I. C.
Kizilyalli
, and G. S.
Higashi
, in Proceedings of the 37th IEEE Photovoltaic Specialists Conference (PVSC)
(IEEE
, 2011
), pp. 000004
–000008
.9.
L. C.
Hirst
and N. J.
Ekins-Daukes
, Prog. Photovoltaics: Res. Appl.
19
, 286
(2011
).10.
P.
Würfel
, Sol. Energy Mater. Sol. Cells
38
, 23
(1995
).11.
S. P.
Bremner
, M. Y.
Levy
, and C. B.
Honsberg
, Appl. Phys. Lett.
92
, 171110
(2008
).12.
M.
Yoshida
, N. J.
Ekins-Daukes
, D. J.
Farrell
, and C. C.
Phillips
, Appl. Phys. Lett.
100
, 263902
(2012
).13.
T.
Markvart
, J. Opt. A: Pure Appl. Opt.
10
, 015008
(2008
).14.
T.
Trupke
, M. A.
Green
, and P.
Würfel
, J. Appl. Phys.
92
, 4117
(2002
).15.
N. J.
Ekins-Daukes
and T. W.
Schmidt
, Appl. Phys. Lett.
93
, 063507
(2008
).16.
P.
Olsson
, C.
Domain
, and J.-F.
Guillemoles
, Phys. Rev. Lett.
102
, 227204
(2009
).17.
P.
Würfel
, J. Phys. C: Solid State Phys.
15
, 3967
(1982
).18.
A. V.
Semichaevsky
and H. T.
Johnson
, Sol. Energy Mater. Sol. Cells
108
, 189
(2013
).19.
A.
Martí
, L.
Cuadra
, and A.
Luque
, IEEE Trans. Electron Devices
49
, 1632
(2002
).20.
A. S.
Lin
and J. D.
Phillips
, IEEE Trans. Electron Devices
56
, 3168
(2009
).21.
K.
Yoshida
, Y.
Okada
, and N.
Sano
, Appl. Phys. Lett.
97
, 133503
(2010
).22.
K.
Yoshida
, Y.
Okada
, and N.
Sano
, J. Appl. Phys.
112
, 084510
(2012
).23.
R.
Strandberg
and T. W.
Reenaas
, Prog. Photovoltaics: Res. Appl.
19
, 21
(2011
).24.
I.
Tobías
, A.
Luque
, and A.
Martí
, Semicond. Sci. Technol.
26
, 014031
(2011
).25.
A. S.
Brown
, M. A.
Green
, and R. P.
Corkish
, Physica E
14
, 121
(2002
).26.
T.
Nozawa
and Y.
Arakawa
, J. Appl. Phys.
113
, 243102
(2013
).27.
R.
Strandberg
and T. W.
Reenaas
, J. Appl. Phys.
105
, 124512
(2009
).28.
J.
Nelson
, The Physics of Solar Cells
(Imperial College Press
, 2003
).29.
A.
Martí
, J. L.
Balenzategui
, and R. F.
Reyna
, J. Appl. Phys.
82
, 4067
(1997
).30.
E. F.
Schubert
, Light-Emitting Diodes
, 2nd ed. (Cambridge University Press
, 2006
).31.
T.
Inoue
, S.
Kido
, K.
Sasayama
, T.
Kita
, and O.
Wada
, J. Appl. Phys.
108
, 063524
(2010
).32.
A. S.
Lin
, W.
Wang
, and J. D.
Phillips
, J. Appl. Phys.
105
, 064512
(2009
).33.
D.
Sato
, J.
Ota
, K.
Nishikawa
, Y.
Takeda
, N.
Miyashita
, and Y.
Okada
, J. Appl. Phys.
112
, 094305
(2012
).34.
S. A.
Blokhin
, A. V.
Sakharov
, A. M.
Nadtochy
, A. S.
Pauysov
, M. V.
Maximov
, N. N.
Ledentsov
, A. R.
Kovsh
, S. S.
Mikhrin
, V. M.
Lantratov
, S. A.
Mintairov
, N. A.
Kaluzhniy
, and M. Z.
Shvarts
, Semiconductors
43
, 514
(2009
).35.
D. G.
Sellers
, S.
Polly
, S. M.
Hubbard
, and M. F.
Doty
, Appl. Phys. Lett.
104
, 223903
(2014
).36.
S.
Asahi
, H.
Teranishi
, N.
Kasamatsu
, T.
Kada
, T.
Kaizu
, and T.
Kita
, J. Appl. Phys.
116
, 063510
(2014
).37.
A.
Martí
, E.
Antolín
, E.
Cánovas
, N.
López
, P. G.
Linares
, A.
Luque
, C. R.
Stanley
, and C. D.
Farmer
, Thin Solid Films
516
, 6716
(2008
).38.
Y. Y.
Cheng
, B.
Fückel
, T.
Khoury
, R. G. C. R.
Clady
, M. J. Y.
Tayebjee
, N. J.
Ekins-Daukes
, M. J.
Crossley
, and T. W.
Schmidt
, J. Phys. Chem. Lett.
1
, 1795
(2010
).39.
R. B.
Piper
, M.
Yoshida
, D. J.
Farrell
, T.
Khoury
, M. J.
Crossley
, T. W.
Schmidt
, S. A.
Haque
, and N. J.
Ekins-Daukes
, RSC Adv.
4
, 8059
(2014
).40.
Dilute III-V Nitride Semiconductors and Materials Systems
, edited by A.
Erol
(Springer
, Berlin, Heidelberg
, 2008
).41.
S. R.
Kurtz
, A. A.
Allerman
, E. D.
Jones
, J. M.
Gee
, J. J.
Banas
, and B. E.
Hammons
, Appl. Phys. Lett.
74
, 729
(1999
).42.
M.
Wiemer
, V.
Sabnis
, and H.
Yuen
, Proc. SPIE
8108
, 810804
(2011
).43.
M.
Cardona
, Phys. Rev.
129
, 69
(1963
).44.
M.
Kondow
, K.
Uomi
, K.
Hosomi
, and T.
Mozume
, Jpn. J. Appl. Phys., Part 2
33
, L1056
(1994
).45.
H. J.
Lee
, L. Y.
Juravel
, J. C.
Woolley
, and A. J. S.
Thorpe
, Phys. Rev. B
21
, 659
(1980
).46.
J.
Neugebauer
and C. G. V.
de Walle
, Phys. Rev. B
51
, 10568
(1995
).47.
L.
Bellaiche
, S.-H.
Wei
, and A.
Zunger
, Phys. Rev. B
54
, 17568
(1996
).48.
L.
Bellaiche
, S.-H.
Wei
, and A.
Zunger
, Appl. Phys. Lett.
70
, 3558
(1997
).49.
W. G.
Bi
and C. W.
Tu
, Appl. Phys. Lett.
70
, 1608
(1997
).50.
J. D.
Perkins
, A.
Mascarenhas
, Y.
Zhang
, J. F.
Geisz
, D. J.
Friedman
, J. M.
Olson
, and S. R.
Kurtz
, Phys. Rev. Lett.
82
, 3312
(1999
).51.
W.
Shan
, W.
Walukiewicz
, J. W.
Ager
, E. E.
Haller
, J. F.
Geisz
, D. J.
Friedman
, J. M.
Olson
, and S. R.
Kurtz
, J. Appl. Phys.
86
, 2349
(1999
).52.
K. M.
Yu
, W.
Walukiewicz
, J. W.
Ager
, D.
Bour
, R.
Farshchi
, O. D.
Dubon
, S. X.
Li
, I. D.
Sharp
, and E. E.
Haller
, Appl. Phys. Lett.
88
, 092110
(2006
).53.
K.
Alberi
, J.
Wu
, W.
Walukiewicz
, K. M.
Yu
, O. D.
Dubon
, S. P.
Watkins
, C. X.
Wang
, X.
Liu
, Y.-J.
Cho
, and J.
Furdyna
, Phys. Rev. B
75
, 045203
(2007
).54.
K. M.
Yu
, W.
Walukiewicz
, J.
Wu
, W.
Shan
, J. W.
Beeman
, M. A.
Scarpulla
, O. D.
Dubon
, and P.
Becla
, Phys. Rev. Lett.
91
, 246403
(2003
).55.
J.
Wu
, W.
Walukiewicz
, K. M.
Yu
, J. W.
Ager
, E. E.
Haller
, I.
Miotkowski
, A. K.
Ramdas
, C. H.
Su
, I. K.
Sou
, R. C. C.
Perera
, and J. D.
Denlinger
, Phys. Rev. B
67
, 035207
(2003
).56.
K.
Alberi
, J.
Blacksberg
, L. D.
Bell
, S.
Nikzad
, K. M.
Yu
, O. D.
Dubon
, and W.
Walukiewicz
, Phys. Rev. B
77
, 073202
(2008
).57.
W.
Walukiewicz
, W.
Shan
, K. M.
Yu
, J. W.
Ager
, E. E.
Haller
, I.
Miotkowski
, M. J.
Seong
, H.
Alawadhi
, and A. K.
Ramdas
, Phys. Rev. Lett.
85
, 1552
(2000
).58.
W.
Shan
, K. M.
Yu
, W.
Walukiewicz
, J. W.
Ager
, E. E.
Haller
, and M. C.
Ridgway
, Appl. Phys. Lett.
75
, 1410
(1999
).59.
K.
Alberi
, K. M.
Yu
, P. R.
Stone
, O. D.
Dubon
, W.
Walukiewicz
, T.
Wojtowicz
, X.
Liu
, and J. K.
Furdyna
, Phys. Rev. B
78
, 075201
(2008
).60.
J.
Wu
, W.
Walukiewicz
, and E. E.
Haller
, Phys. Rev. B
65
, 233210
(2002
).61.
P. W.
Anderson
, Phys. Rev.
124
, 41
(1961
).62.
W.
Shan
, W.
Walukiewicz
, J. W.
Ager
, E. E.
Haller
, J. F.
Geisz
, D. J.
Friedman
, J. M.
Olson
, and S. R.
Kurtz
, Phys. Rev. Lett.
82
, 1221
(1999
).63.
W.
Shan
, K. M.
Yu
, W.
Walukiewicz
, J.
Wu
, J. W.
Ager
, and E. E.
Haller
, J. Phys.: Condens. Matter
16
, S3355
(2004
).64.
T.
Tanaka
, K. M.
Yu
, A. X.
Levander
, O. D.
Dubon
, L. A.
Reichertz
, N.
Lopez
, M.
Nishio
, and W.
Walukiewicz
, Jpn. J. Appl. Phys., Part 1
50
, 082304
(2011
).65.
T.
Tanaka
, S.
Kusaba
, T.
Mochinaga
, K.
Saito
, Q.
Guo
, M.
Nishio
, K. M.
Yu
, and W.
Walukiewicz
, Appl. Phys. Lett.
100
, 011905
(2012
).66.
W.
Shan
, W.
Walukiewicz
, J. W.
Ager
, K. M.
Yu
, J.
Wu
, E. E.
Haller
, Y.
Nabetani
, T.
Mukawa
, Y.
Ito
, and T.
Matsumoto
, Appl. Phys. Lett.
83
, 299
(2003
).67.
T.
Mattila
, S.-H.
Wei
, and A.
Zunger
, Phys. Rev. B
60
, R11245
(1999
).68.
Y.
Zhang
, A.
Mascarenhas
, H. P.
Xin
, and C. W.
Tu
, Phys. Rev. B
63
, 161303
(2001
).69.
P. R. C.
Kent
, L.
Bellaiche
, and A.
Zunger
, Semicond. Sci. Technol.
17
, 851
(2002
).70.
P. J.
Klar
, H.
Grüning
, W.
Heimbrodt
, G.
Weiser
, J.
Koch
, K.
Volz
, W.
Stolz
, S. W.
Koch
, S.
Tomić
, S. A.
Choulis
, T. J. C.
Hosea
, E. P.
O'Reilly
, M.
Hofmann
, J.
Hader
, and J. V.
Moloney
, Semicond. Sci. Technol.
17
, 830
(2002
).71.
M. F.
Pereira
, Jr. and S.
Tomić
, Appl. Phys. Lett.
98
, 061101
(2011
).72.
B.
Gu
, N. H.
Kwong
, and R.
Binder
, Phys. Rev. B
87
, 125301
(2013
).73.
B.
Lee
and L.-W.
Wang
, Appl. Phys. Lett.
96
, 071903
(2010
).74.
C.
Tablero
, A.
Martí
, and A.
Luque
, Appl. Phys. Lett.
96
, 121104
(2010
).75.
I. H.
Ho
and G. B.
Stringfellow
, MRS Proceedings Material Research Society
449
, 871
(1996
).76.
M.
Takahashi
, A.
Moto
, S.
Tanaka
, T.
Tanabe
, S.
Takagishi
, K.
Karatani
, M.
Nakayama
, K.
Matsuda
, and T.
Saiki
, J. Cryst. Growth
221
, 461
(2000
).77.
F.
Dimroth
, A.
Howard
, J. K.
Shurtleff
, and G. B.
Stringfellow
, J. Appl. Phys.
91
, 3687
(2002
).78.
J. S.
Harris
, Jr
., J. Cryst. Growth
278
, 3
(2005
).79.
N.
Miyashita
, N.
Ahsan
, and Y.
Okada
, Sol. Energy Mater. Sol. Cells
111
, 127
(2013
).80.
Y.
Jin
, R. M.
Jock
, H.
Cheng
, Y.
He
, A. M.
Mintarov
, Y.
Wang
, C.
Kurdak
, J. L.
Merz
, and R. S.
Goldman
, Appl. Phys. Lett.
95
, 062109
(2009
).81.
P.
Krispin
, V.
Gambin
, J. S.
Harris
, and K. H.
Ploog
, J. Appl. Phys.
93
, 6095
(2003
).82.
S. B.
Zhang
and S.-H.
Wei
, Phys. Rev. Lett.
86
, 1789
(2001
).83.
N.
López
, L. A.
Reichertz
, K. M.
Yu
, K.
Campman
, and W.
Walukiewicz
, Phys. Rev. Lett.
106
, 028701
(2011
).84.
A.
Luque
and A.
Martí
, Nat. Photonics
5
, 137
(2011
).85.
N.
Ahsan
, N.
Miyashita
, M. M.
Islam
, K. M.
Yu
, W.
Walukiewicz
, and Y.
Okada
, Appl. Phys. Lett.
100
, 172111
(2012
).86.
M.
Burgelman
, P.
Nollet
, and S.
Degrave
, Thin Solid Films
361–362
, 527
(2000
).87.
R.
Kudrawiec
, G.
Sȩk
, J.
Misiewicz
, F.
Ishikawa
, A.
Trampert
, and K. H.
Ploog
, Appl. Phys. Lett.
94
, 011907
(2009
).88.
A.
Luque
and A.
Martí
, Prog. Photovoltaics: Res. Appl.
9
, 73
(2001
).89.
L.
Cuadra
, A.
Martí
, and A.
Luque
, Thin Solid Films
451–452
, 593
(2004
).90.
N.
Ahsan
, N.
Miyashita
, K. M.
Yu
, W.
Walukiewicz
, and Y.
Okada
, “Electron barrier engineering in a thin-film intermediate band solar cell
,” IEEE J. Photovoltaics
(published online).91.
R. R.
King
, D. C.
Law
, K. M.
Edmondson
, C. M.
Fetzer
, G. S.
Kinsey
, H.
Yoon
, R. A.
Sherif
, and N. H.
Karam
, Appl. Phys. Lett.
90
, 183516
(2007
).92.
H.
Fujii
, K.
Watanabe
, M.
Sugiyama
, and Y.
Nakano
, Jpn. J. Appl. Phys., Part 1
51
, 10ND04
(2012
).93.
N.
Miyashita
, N.
Ahsan
, and Y.
Okada
, “Generation and collection of photo-carriers in dilute nitride GaInNAsSb solar cells,” Prog. Photovoltaics: Res. Appl. (submitted).94.
M. M.
Islam
, N.
Miyashita
, N.
Ahsan
, and Y.
Okada
, Appl. Phys. Lett.
102
, 074104
(2013
).95.
N.
Ahsan
, N.
Miyashita
, M. M.
Islam
, K. M.
Yu
, W.
Walukiewicz
, and Y.
Okada
, IEEE J. Photovoltaics
3
, 730
(2013
).96.
M.
Sydor
, N.
Jahren
, W. C.
Mitchel
, W. V.
Lampert
, T. W.
Haas
, M. Y.
Yen
, S. M.
Mudare
, and D. H.
Tomich
, J. Appl. Phys.
67
, 7423
(1990
).97.
W.
Wang
, A. S.
Lin
, and J. D.
Phillips
, Appl. Phys. Lett.
95
, 011103
(2009
).98.
T.
Tanaka
, M.
Miyabara
, Y.
Nagao
, K.
Saito
, Q.
Guo
, M.
Nishio
, K. M.
Yu
, and W.
Walukiewicz
, IEEE J. Photovoltaics
4
, 196
(2014
).99.
T.
Tanaka
, M.
Miyabara
, Y.
Nagao
, K.
Saito
, Q.
Guo
, M.
Nishio
, K. M.
Yu
, and W.
Walukiewicz
, Appl. Phys. Lett.
102
, 052111
(2013
).100.
J.
Phillips
, A.
Teran
, C.
Chen
, E.
Antolín
, I.
Ramiro
, E.
López
, E.
Hernández
, I.
Artacho
, C.
Tablero
, A.
Martí
, and A.
Luque
, in Proceedings of the 39th IEEE Photovoltaic Specialists Conference (PVSC)
(2013
), p. 1640
.101.
Y. J.
Kuang
, K. M.
Yu
, R.
Kudrawiec
, A. V.
Luce
, M.
Ting
, W.
Walukiewicz
, and C. W.
Tu
, Appl. Phys. Lett.
102
, 112105
(2013
).102.
R.
Kudrawiec
, A. V.
Luce
, M.
Gladysiewicz
, M.
Ting
, Y. J.
Kuang
, C. W.
Tu
, O. D.
Dubon
, K. M.
Yu
, and W.
Walukiewicz
, Phys. Rev. Appl.
1
, 034007
(2014
).103.
A. J.
Nozik
, Physica E
14
, 115
(2002
).104.
A.
Martí
, N.
López
, E.
Antolín
, E.
Cánovas
, C.
Stanley
, C.
Farmer
, L.
Cuadra
, and A.
Luque
, Thin Solid Films
511–512
, 638
(2006
).105.
A.
Luque
, A.
Martí
, N.
López
, E.
Antolín
, E.
Cánovas
, C.
Stanley
, C.
Farmer
, and P.
Díaz
, J. Appl. Phys.
99
, 094503
(2006
).106.
A.
Martí
, N.
López
, E.
Antolín
, E.
Cánovas
, A.
Luque
, C. R.
Stanley
, C. D.
Farmer
, and P.
Díaz
, Appl. Phys. Lett.
90
, 233510
(2007
).107.
R. B.
Laghumavarapu
, M.
El-Emawy
, N.
Nuntawong
, A.
Moscho
, L. F.
Lester
, and D. L.
Huffaker
, Appl. Phys. Lett.
91
, 243115
(2007
).108.
S. M.
Hubbard
, C. D.
Cress
, C. G.
Bailey
, R. P.
Raffaelle
, S. G.
Bailey
, and D. M.
Wilt
, Appl. Phys. Lett.
92
, 123512
(2008
).109.
R.
Oshima
, A.
Takata
, and Y.
Okada
, Appl. Phys. Lett.
93
, 083111
(2008
).110.
D.
Alonso-Álvarez
, A. G.
Taboada
, J. M.
Ripalda
, B.
Alén
, Y.
González
, L.
González
, J. M.
García
, F.
Briones
, A.
Martí
, A.
Luque
, A. M.
Sánchez
, and S. I.
Molina
, Appl. Phys. Lett.
93
, 123114
(2008
).111.
V.
Popescu
, G.
Bester
, M. C.
Hanna
, A. G.
Norman
, and A.
Zunger
, Phys. Rev. B
78
, 205321
(2008
).112.
Y.
Okada
, R.
Oshima
, and A.
Takata
, J. Appl. Phys.
106
, 024306
(2009
).113.
R.
Oshima
, A.
Takata
, Y.
Shoji
, K.
Akahane
, and Y.
Okada
, Physica E
42
, 2757
(2010
).114.
S. M.
Hubbard
, C.
Plourde
, Z.
Bittner
, C. G.
Bailey
, M.
Harris
, T.
Bald
, M.
Bennett
, D. V.
Forbes
, and R.
Raffaelle
, in Proceedings of the 35th IEEE Photovoltaic Specialists Conference (PVSC)
(IEEE
, 2010
), pp. 001217
–001222
.115.
D.
Zhou
, G.
Sharma
, S. F.
Thomassen
, T. W.
Reenaas
, and B. O.
Fimland
, Appl. Phys. Lett.
96
, 061913
(2010
).116.
D.
Zhou
, P. E.
Vullum
, G.
Sharma
, S. F.
Thomassen
, R.
Holmestad
, T. W.
Reenaas
, and B. O.
Fimland
, Appl. Phys. Lett.
96
, 083108
(2010
).117.
D.
Guimard
, R.
Morihara
, D.
Bordel
, K.
Tanabe
, Y.
Wakayama
, M.
Nishioka
, and Y.
Arakawa
, Appl. Phys. Lett.
96
, 203507
(2010
).118.
E.
Antolín
, A.
Martí
, C. D.
Farmer
, P. G.
Linares
, E.
Hernández
, A. M.
Sánchez
, T.
Ben
, S. I.
Molina
, C. R.
Stanley
, and A.
Luque
, J. Appl. Phys.
108
, 064513
(2010
).119.
K. A.
Sablon
, J. W.
Little
, K. A.
Olver
, Z. M.
Wang
, V. G.
Dorogan
, Y. I.
Mazur
, G. J.
Salamo
, and F. J.
Towner
, J. Appl. Phys.
108
, 074305
(2010
).120.
G.
Jolley
, H. F.
Lu
, L.
Fu
, H. H.
Tan
, and C.
Jagadish
, Appl. Phys. Lett.
97
, 123505
(2010
).121.
V. M.
Lantratov
, S. A.
Mintairov
, S. A.
Blokhin
, N. A.
Kalyuzhnyy
, N. N.
Ledentsov
, M. V.
Maximov
, A. M.
Nadtochiy
, A. S.
Pauysov
, A. V.
Sakharov
, and M. Z.
Shvarts
, Adv. Sci. Technol.
74
, 231
(2010
).122.
T.
Sugaya
, T.
Amano
, M.
Mori
, S.
Niki
, and M.
Kondo
, Jpn. J. Appl. Phys., Part 1
49
, 030211
(2010
).123.
T.
Sugaya
, T.
Amano
, M.
Mori
, and S.
Niki
, J. Vac. Sci. Technol., B
28
, C3C4
(2010
).124.
Y.
Okada
, T.
Morioka
, K.
Yoshida
, R.
Oshima
, Y.
Shoji
, T.
Inoue
, and T.
Kita
, J. Appl. Phys.
109
, 024301
(2011
).125.
C. G.
Bailey
, D. V.
Forbes
, R. P.
Raffaelle
, and S. M.
Hubbard
, Appl. Phys. Lett.
98
, 163105
(2011
).126.
K. Y.
Chuang
, T. E.
Tzeng
, Y. C.
Liu
, K. D.
Tzeng
, and T. S.
Lay
, J. Cryst. Growth
323
, 508
(2011
).127.
T.
Sugaya
, O.
Numakami
, R.
Oshima
, S.
Furue
, H.
Komaki
, T.
Amano
, K.
Matsubara
, Y.
Okano
, and S.
Niki
, Energy Environ. Sci.
5
, 6233
(2012
).128.
Y.
Shoji
, K.
Akimoto
, and Y.
Okada
, in Proceedings of the 38th IEEE Photovoltaic Specialists Conference (PVSC)
(IEEE
, 2012
), Vol. 2
, pp. 1
–4
.129.
C. G.
Bailey
, D. V.
Forbes
, S. J.
Polly
, Z. S.
Bittner
, Y.
Dai
, C.
Mackos
, R. P.
Raffaelle
, and S. M.
Hubbard
, IEEE J. Photovoltaics
2
, 269
(2012
).130.
K.
Tanabe
, K.
Watanabe
, and Y.
Arakawa
, Appl. Phys. Lett.
100
, 192102
(2012
).131.
K.
Tanabe
, D.
Guimard
, D.
Bordel
, and Y.
Arakawa
, Appl. Phys. Lett.
100
, 193905
(2012
).132.
W.-S.
Liu
, H.-M.
Wu
, F.-H.
Tsao
, T.-L.
Hsu
, and J.-I.
Chyi
, Sol. Energy Mater. Sol. Cells
105
, 237
(2012
).133.
P. J.
Carrington
, M. C.
Wagener
, J. R.
Botha
, A. M.
Sanchez
, and A.
Krier
, Appl. Phys. Lett.
101
, 231101
(2012
).134.
P. J.
Carrington
, A. S.
Mahajumi
, M. C.
Wagener
, J. R.
Botha
, Q.
Zhuang
, and A.
Krier
, Physica B
407
, 1493
(2012
).135.
Y.
Eguchi
, M.
Shiokawa
, K.
Sakamoto
, and K.
Yamaguchi
, in Proceedings of the 38th IEEE Photovoltaic Specialists Conference (PVSC)
(IEEE
, 2012
), pp. 000045
–000047
.136.
M.
Shiokawa
, E.
Saputra
, K.
Sakamoto
, and K.
Yamaguchi
, in Proceedings of the 39th IEEE Photovoltaic Specialists Conference (PVSC)
(IEEE
, 2013
), pp. 0311
–0313
.137.
Y.
Shoji
, K.
Akimoto
, and Y.
Okada
, J. Phys. D: Appl. Phys.
46
, 024002
(2013
).138.
F. K.
Tutu
, J.
Wu
, P.
Lam
, M.
Tang
, N.
Miyashita
, Y.
Okada
, J.
Wilson
, R.
Allison
, and H.
Liu
, Appl. Phys. Lett.
103
, 043901
(2013
).139.
S.
Hatch
, J.
Wu
, K.
Sablon
, P.
Lam
, M.
Tang
, Q.
Jiang
, and H.
Liu
, Opt. Express
22
, A679
(2014
).140.
J.
Hwang
, K.
Lee
, A.
Teran
, S.
Forrest
, J. D.
Phillips
, A. J.
Martin
, and J.
Millunchick
, Phys. Rev. Appl.
1
, 051003
(2014
).141.
Y.
Okada
, K.
Yoshida
, Y.
Shoji
, and T.
Sogabe
, IEICE Electron. Express
10
, 20132007
(2013
).142.
S.
Tomić
, T. S.
Jones
, and N. M.
Harrison
, Appl. Phys. Lett.
93
, 263105
(2008
).143.
R.
Heitz
, T. R.
Ramachandran
, A.
Kalburge
, Q.
Xie
, I.
Mukhametzhanov
, P.
Chen
, and A.
Madhukar
, Phys. Rev. Lett.
78
, 4071
(1997
).144.
K.
Akahane
, T.
Kawamura
, K.
Okino
, H.
Koyama
, S.
Lan
, Y.
Okada
, M.
Kawabe
, and M.
Tosa
, Appl. Phys. Lett.
73
, 3411
(1998
).145.
S.-K.
Park
, J.
Tatebayashi
, and Y.
Arakawa
, Appl. Phys. Lett.
84
, 1877
(2004
).146.
K.
Yamaguchi
and T.
Kanto
, J. Cryst. Growth
275
, e2269
(2005
).147.
N.
Kakuda
, T.
Yoshida
, and K.
Yamaguchi
, Appl. Surf. Sci.
254
, 8050
(2008
).148.
E.
Saputra
, J.
Ohta
, N.
Kakuda
, and K.
Yamaguchi
, Appl. Phys. Express
5
, 125502
(2012
).149.
Z. R.
Wasilewski
, S.
Fafard
, and J. P.
McCaffrey
, J. Cryst. Growth
201–202
, 1131
(1999
).150.
T. K.
Woodward
, T.
Sizer
, D. L.
Sivco
, and A. Y.
Cho
, Appl. Phys. Lett.
57
, 548
(1990
).151.
N. J.
Ekins-Daukes
, K. W. J.
Barnham
, J. P.
Connolly
, J. S.
Roberts
, J. C.
Clark
, G.
Hill
, and M.
Mazzer
, Appl. Phys. Lett.
75
, 4195
(1999
).152.
K.
Akahane
, N.
Yamamoto
, and T.
Kawanishi
, Phys. Status Solidi A
208
, 425
(2011
).153.
C. G.
Bailey
, S. M.
Hubbard
, D. V.
Forbes
, and R. P.
Raffaelle
, Appl. Phys. Lett.
95
, 203110
(2009
).154.
C. G.
Bailey
, S. J.
Polly
, J.
Okvath
, D. V.
Forbes
, C. D.
Cress
, S. M.
Hubbard
, and R. P.
Raffaelle
, in Proceedings of the 35th IEEE Photovoltaic Specialists Conference (PVSC)
(IEEE
, 2010
), pp. 000364
–000369
.155.
M. Y.
Levy
and C.
Honsberg
, IEEE Trans. Electron Devices
55
, 706
(2008
).156.
S.
Tomić
, Appl. Phys. Lett.
103
, 072112
(2013
).157.
R.
Heitz
, M.
Veit
, N. N.
Ledentsov
, A.
Hoffmann
, D.
Bimberg
, V. M.
Ustinov
, P. S.
Kop'ev
, and Z. I.
Alferov
, Phys. Rev. B
56
, 10435
(1997
).158.
Y. D.
Jang
, H.
Lee
, D.
Lee
, J. S.
Kim
, J. Y.
Leem
, and S. K.
Noh
, J. Appl. Phys.
99
, 096101
(2006
).159.
R.
Teissier
, D.
Sicault
, J. C.
Harmand
, G.
Ungaro
, G. L.
Roux
, and L.
Largeau
, J. Appl. Phys.
89
, 5473
(2001
).160.
J.-B.
Wang
, S. R.
Johnson
, S. A.
Chaparro
, D.
Ding
, Y.
Cao
, Y. G.
Sadofyev
, Y.-H.
Zhang
, J. A.
Gupta
, and C. Z.
Guo
, Phys. Rev. B
70
, 195339
(2004
).161.
W.-H.
Chang
, Y.-A.
Liao
, W.-T.
Hsu
, M.-C.
Lee
, P.-C.
Chiu
, and J.-I.
Chyi
, Appl. Phys. Lett.
93
, 033107
(2008
).162.
Y. S.
Chiu
, M. H.
Ya
, W. S.
Su
, and Y. F.
Chen
, J. Appl. Phys.
92
, 5810
(2002
).163.
K.
Nishikawa
, Y.
Takeda
, K.
Yamanaka
, T.
Motohiro
, D.
Sato
, J.
Ota
, N.
Miyashita
, and Y.
Okada
, J. Appl. Phys.
111
, 044325
(2012
).164.
K.
Nishikawa
, Y.
Takeda
, T.
Motohiro
, D.
Sato
, J.
Ota
, N.
Miyashita
, and Y.
Okada
, Appl. Phys. Lett.
100
, 113105
(2012
).165.
O. B.
Shchekin
and D. G.
Deppe
, Appl. Phys. Lett.
80
, 2758
(2002
).166.
O.
Wada
, A.
Suzuki
, Y.
Ogawa
, and K.
Tajima
, in Femtosecond Technology
, edited by T.
Kamiya
, F.
Saito
, O.
Wada
, and H.
Yajima
(Springer
, Berlin, Heidelberg
, 1999
), p. 59
.167.
R.
Dingle
, H. L.
Störmer
, A. C.
Gossard
, and W.
Wiegmann
, Appl. Phys. Lett.
33
, 665
(1978
).168.
J.
Phillips
, K.
Kamath
, X.
Zhou
, N.
Chervela
, and P.
Bhattacharya
, Appl. Phys. Lett.
71
, 2079
(1997
).169.
J. S.
Kim
, P. W.
Yu
, J.-Y.
Leem
, J. I.
Lee
, S. K.
Noh
, J. S.
Kim
, G. H.
Kim
, S.-K.
Kang
, S. I.
Ban
, S. G.
Kim
, Y. D.
Jang
, U. H.
Lee
, J. S.
Yim
, and D.
Lee
, J. Cryst. Growth
234
, 105
(2002
).170.
T.
Kita
, R.
Hasagawa
, and T.
Inoue
, J. Appl. Phys.
110
, 103511
(2011
).171.
A.
Martí
, L.
Cuadra
, and A.
Luque
, IEEE Trans. Electron Devices
48
, 2394
(2001
).172.
A.
Martí
, E.
Antolín
, C. R.
Stanley
, C. D.
Farmer
, N.
López
, P.
Díaz
, E.
Cánovas
, P. G.
Linares
, and A.
Luque
, Phys. Rev. Lett.
97
, 247701
(2006
).173.
K. A.
Sablon
, J. W.
Little
, V.
Mitin
, A.
Sergeev
, N.
Vagidov
, and K.
Reinhardt
, Nano Lett.
11
, 2311
(2011
).174.
X.
Yang
, K.
Wang
, Y.
Gu
, H.
Ni
, X.
Wang
, T.
Yang
, and Z.
Wang
, Sol. Energy Mater. Sol. Cells
113
, 144
(2013
).175.
P.
Lam
, S.
Hatch
, J.
Wu
, M.
Tang
, V. G.
Dorogan
, Y. I.
Mazur
, G. J.
Salamob
, I.
Ramiro
, A.
Seeds
, and H.
Liu
, Nano Energy
6
, 159
(2014
).176.
A.
Luque
, A.
Martí
, and C.
Stanley
, Nat. Photonics
6
, 146
(2012
).177.
K.
Sakamoto
, Y.
Kondo
, K.
Uchida
, and K.
Yamaguchi
, J. Appl. Phys.
112
, 124515
(2012
).178.
I.
Tobías
, A.
Luque
, E.
Antolín
, P.
García-Linares
, I.
Ramiro
, E.
Hernández
, and A.
Martí
, J. Appl. Phys.
112
, 124518
(2012
).179.
S. M.
Hubbard
, C. G.
Bailey
, R.
Aguinaldo
, S.
Polly
, D. V.
Forbes
, and R. P.
Raffaelle
, in Proceedings of the 34th IEEE Photovoltaic Specialists Conference (PVSC)
(IEEE
, 2009
), pp. 000090
–000095
.180.
M.
Yang
and M.
Yamaguchi
, Sol. Energy Mater. Sol. Cells
60
, 19
(2000
).181.
A.
Takata
, R.
Oshima
, Y.
Shoji
, K.
Akahane
, and Y.
Okada
, in Proceedings of the 35th IEEE Photovoltaic Specialists Conference (PVSC)
(IEEE
, 2010
), pp. 001877
–001880
.182.
P. G.
Linares
, A.
Martí
, E.
Antolín
, C. D.
Farmer
, I.
Ramiro
, C. R.
Stanley
, and A.
Luque
, Sol. Energy Mater. Sol. Cells
98
, 240
(2012
).183.
T.
Sogabe
, Y.
Shoji
, M.
Ohba
, K.
Yoshida
, R.
Tamaki
, H.-F.
Hong
, C.-H.
Wu
, C.-T.
Kuo
, S.
Tomić
, and Y.
Okada
, Sci. Rep.
4
, 4792
(2014
).184.
Y.
Harada
, T.
Maeda
, and T.
Kita
, J. Appl. Phys.
113
, 223511
(2013
).185.
D.
Birkedal
, J.
Bloch
, J.
Shah
, L. N.
Pfeiffer
, and K.
West
, Appl. Phys. Lett.
77
, 2201
(2000
).186.
T.
Dietl
, H.
Ohno
, F.
Matsukura
, J.
Cibert
, and D.
Ferrand
, Science
287
, 1019
(2000
).187.
J.-M.
Raulot
, C.
Domain
, and J.-F.
Guillemoles
, Phys. Rev. B
71
, 035203
(2005
).188.
K.
Emery
, Handbook of Photovoltaic Science and Engineering
, 2nd ed., edited by A. H.
Luque
and S.
Hegedus
(John Wiley & Sons
, New York
, 2010
).189.
E.
Antolín
, A.
Martí
, J.
Olea
, D.
Pastor
, G.
González-Díaz
, I.
Mártil
, and A.
Luque
, Appl. Phys. Lett.
94
, 042115
(2009
).190.
K.
Sánchez
, I.
Aguilera
, P.
Palacios
, and P.
Wahnón
, Phys. Rev. B
82
, 165201
(2010
).191.
J. J.
Krich
, B. I.
Halperin
, and A.
Aspuru-Guzik
, J. Appl. Phys.
112
, 013707
(2012
).192.
L.
Hedin
, Phys. Rev.
139
, A796
(1965
).193.
M.
Städele
, J. A.
Majewski
, P.
Vogl
, and A.
Görling
, Phys. Rev. Lett.
79
, 2089
(1997
).194.
T. C.
Schulthess
, W. M.
Temmerman
, Z.
Szotek
, W. H.
Butler
, and G. M.
Stocks
, Nat. Mater.
4
, 838
(2005
).195.
T.
Dietl
, F.
Matsukura
, and H.
Ohno
, Phys. Rev. B
66
, 033203
(2002
).196.
P.
Mahadevan
and A.
Zunger
, Phys. Rev. B
69
, 115211
(2004
).197.
P.
Wahnón
and C.
Tablero
, Phys. Rev. B
65
, 165115
(2002
).198.
C.
Tablero
, Sol. Energy Mater. Sol. Cells
90
, 588
(2006
).199.
Y.
Seminóvski
, P.
Palacios
, and P.
Wahnón
, Thin Solid Films
519
, 7517
(2011
).200.
C.
Tablero
, A. J.
García
, J. J.
Fernández
, P.
Palacios
, and P.
Wahnón
, Comput. Mater. Sci.
27
, 58
(2003
).201.
I.
Aguilera
, P.
Palacios
, and P.
Wahnón
, Thin Solid Films
516
, 7055
(2008
).202.
I.
Aguilera
, P.
Palacios
, K.
Sánchez
, and P.
Wahnón
, Phys. Rev. B
81
, 075206
(2010
).203.
R.
Fiederling
, M.
Keim
, G.
Reuscher
, W.
Ossau
, G.
Schmidt
, A.
Waag
, and L. W.
Molenkamp
, Nature
402
, 787
(1999
).204.
A.
Janotti
and S.-H.
Wei
, Appl. Phys. Lett.
81
, 3957
(2002
).205.
J.-F.
Guillemoles
, J. M.
Raulot
, and C.
Domain
, in 17th Workshop on Quantum Solar Energy Conversion, European Society for Quantum Solar Energy Conversion
, 2005
.206.
J.-F.
Guillemoles
, P.
Olsson
, and C.
Domain
, in 19th Workshop on Quantum Solar Energy Conversion, European Society for Quantum Solar Energy Conversion
, 2007
.207.
B.
Sanyal
, O.
Bengone
, and S.
Mirbt
, Phys. Rev. B
68
, 205210
(2003
).208.
M. E.
Overberg
, G. T.
Thaler
, R. M.
Frazier
, C. R.
Abernathy
, S. J.
Pearton
, R.
Rairigh
, J.
Kelly
, N. A.
Theodoropoulou
, A. F.
Hebard
, R. G.
Wilson
, and J. M.
Zavada
, Electrochem. Solid-State Lett.
7
, G44
(2004
).209.
M. E.
Overberg
, G. T.
Thaler
, R. M.
Frazier
, R.
Rairigh
, J.
Kelly
, C. R.
Abernathy
, S. J.
Pearton
, A. F.
Hebard
, R. G.
Wilson
, and J. M.
Zavada
, Solid-State Electron.
47
, 1549
(2003
).210.
N. J.
Ekins-Daukes
, C. B.
Honsberg
, and M.
Yamaguchi
, in Conference Record of the Thirty-First IEEE Photovoltaic Specialists Conference
(IEEE
, 2005
), pp. 49
–54
.211.
Y.
Shoji
, K.
Akimoto
, and Y.
Okada
, J. Appl. Phys.
112
, 064314
(2012
).212.
Y.
Shoji
, K.
Narahara
, H.
Tanaka
, T.
Kita
, K.
Akimoto
, and Y.
Okada
, J. Appl. Phys.
111
, 074305
(2012
).213.
G.
Jolley
, L.
Fu
, H. F.
Lu
, H. H.
Tan
, and C.
Jagadish
, Prog. Photovoltaics: Res. Appl.
21
, 736
(2013
).214.
R.
Tamaki
, Y.
Shoji
, Y.
Okada
, and K.
Miyano
, Appl. Phys. Lett.
105
, 073118
(2014
).215.
R.
Tamaki
, Y.
Shoji
, Y.
Okada
, and K.
Miyano
, IEEE J. Photovoltaics
5
, 229
(2015
).216.
E.
Antolín
, A.
Martí
, C. R.
Stanley
, C. D.
Farmer
, E.
Cánovas
, N.
López
, P. G.
Linares
, and A.
Luque
, Thin Solid Films
516
, 6919
(2008
).217.
A.
Scaccabarozzi
, S.
Adorno
, S.
Bietti
, M.
Acciarri
, and S.
Sanguinetti
, Phys. Status Solidi RRL
7
, 173
(2013
).218.
Z. S.
Bittner
, S.
Hellstroem
, S. J.
Polly
, R. B.
Laghumavarapu
, B.
Liang
, D. L.
Huffaker
, and S. M.
Hubbard
, Appl. Phys. Lett.
105
, 253903
(2014
).219.
M.
Sugiyama
, Y.
Wang
, K.
Watanabe
, T.
Morioka
, Y.
Okada
, and Y.
Nakano
, IEEE J. Photovoltaics
2
, 298
(2012
).220.
M.
Sugiyama
, Y.
Wang
, H.
Fujii
, H.
Sodabanlu
, K.
Watanabe
, and Y.
Nakano
, J. Phys. D: Appl. Phys.
46
, 024001
(2013
).221.
M.
Yoshida
, H.
Amrania
, D. J.
Farrell
, B.
Browne
, E.
Yoxall
, N. J.
Ekins-Daukes
, and C. C.
Phillips
, IEEE J. Photovoltaics
4
, 634
(2014
).222.
M.
Elborg
, M.
Jo
, Y.
Ding
, T.
Noda
, T.
Mano
, and K.
Sakoda
, Jpn. J. Appl. Phys., Part 1
51
, 06FF15
(2012
).223.
D. M.
Tex
, I.
Kamiya
, and Y.
Kanemitsu
, Phys. Rev. B
87
, 245305
(2013
).224.
D. M.
Tex
, I.
Kamiya
, and Y.
Kanemitsu
, Sci. Rep.
4
, 4125
(2014
).225.
D. M.
Tex
, T.
Ihara
, I.
Kamiya
, and Y.
Kanemitsu
, Phys. Rev. B
89
, 125301
(2014
).226.
J.
Wu
, D.
Shao
, Z.
Li
, M. O.
Manasreh
, V. P.
Kunets
, Z. M.
Wang
, and G. J.
Salamo
, Appl. Phys. Lett.
95
, 071908
(2009
).227.
T.
Kita
, T.
Maeda
, and Y.
Harada
, Phys. Rev. B
86
, 035301
(2012
).228.
B. N.
Murdin
, A. R.
Hollingworth
, J. A.
Barker
, D. G.
Clarke
, P. C.
Findlay
, C. R.
Pidgeon
, J.-P. R.
Wells
, I. V.
Bradley
, S.
Malik
, and R.
Murray
, Phys. Rev. B
62
, R7755
(2000
).229.
P.
Rale
, A.
Delamarre
, G.
El-Hajje
, R.
Tamaki
, K.
Watanabe
, Y.
Shoji
, Y.
Okada
, M.
Sugiyama
, L.
Lombez
, and J.-F.
Guillemoles
, “Quantitative optical measurement of chemical potentials in intermediate band solar cells,” J. Photon. Energy (to be published).230.
G. W.
p't Hooft
, W. A. J. A.
van der Poel
, L. W.
Molenkamp
, and C. T.
Foxon
, Phys. Rev. B
35
, 8281
(1987
).231.
A.
Luque
, A.
Martí
, A.
Mellor
, D. F.
Marrón
, I.
Tobías
, and E.
Antolín
, Prog. Photovoltaics: Res. Appl.
21
, 658
(2013
).232.
W. G.
Hu
, T.
Inoue
, O.
Kojima
, and T.
Kita
, Appl. Phys. Lett.
97
, 193106
(2010
).233.
S.
Tomić
, T.
Sogabe
, and Y.
Okada
, “In-plane coupling effect on absorption coefficients of InAs/GaAs quantum dots arrays for intermediate band solar cell
,” Prog. Photovoltaics: Res. Appl.
(published online 2014).234.
H. A.
Atwater
and A.
Polman
, Nat. Mater.
9
, 205
(2010
).235.
A.
Polman
and H. A.
Atwater
, Nat. Mater.
11
, 174
(2012
).236.
N.
Kasamatsu
, T.
Kada
, A.
Hasegawa
, Y.
Harada
, and T.
Kita
, J. Appl. Phys.
115
, 083510
(2014
).237.
Y.
Ikeuchi
, T.
Inoue
, M.
Asada
, Y.
Harada
, T.
Kita
, E.
Taguchi
, and H.
Yasuda
, Appl. Phys. Express
4
, 062001
(2011
).238.
A.
Takahashi
, T.
Ueda
, Y.
Bessho
, Y.
Harada
, T.
Kita
, E.
Taguchi
, and H.
Yasuda
, Phys. Rev. B
87
, 235323
(2013
).239.
M.
Usman
, T.
Inoue
, Y.
Harada
, G.
Klimeck
, and T.
Kita
, Phys. Rev. B
84
, 115321
(2011
).240.
V.
Popescu
, G.
Bester
, and A.
Zunger
, Appl. Phys. Lett.
95
, 023108
(2009
).241.
M.
Murayama
, K.
Shiraishi
, and T.
Nakayama
, Jpn. J. Appl. Phys., Part 1
37
, 4109
(1998
).242.
T.
Kita
, O.
Wada
, T.
Nakayama
, and M.
Murayama
, Phys. Rev. B
66
, 195312
(2002
).243.
P.
Olsson
, C.
Domain
, and J.-F.
Guillemoles
, paper present at the 19th Quantsol Conference
(2007
).© 2015 AIP Publishing LLC.
2015
AIP Publishing LLC
You do not currently have access to this content.
