Connecting the dots

They come in all colours. Nano-sized semiconductor crystals, endearingly called quantum dots or q-dots, manifest properties between those of molecular matter and bulk material. The reason is that an electron in a q-dot experiences quantum confinement. This results in discrete steps between energy states (bandgaps), which depend on the material as well as the size. Hence, by varying the size of the q-dots one can tune them to a specific colour, rendering them interesting candidates for use in solar cells.

In her PhD research, Elise Talgorn (MSc, Applied Sciences) has coated glass substrates with layers of quantum dots and tested their conductivity. To do this, she had to get rid of the insulating molecules surrounding the dots, because these kept the dots so far apart that electrons couldn’t move from one dot to the next. By chemically replacing these long molecules with shorter ones, Talgorn succeeded in increasing the charge carrier mobility by a factor 500 or so. Simply drying the layers (‘thermal annealing’) increased the mobility even more (up to 10,000 times), but the outcome proved to be less controllable.

Recombination presents another challenge to using q-dots in solar cells. When a photon hits a q-dot, it creates a free electron and a ‘hole’; but wait a few nanoseconds and they simply recombine, as if nothing had happened. For an external current to be generated, one needs to apply an electric field to draw the electron-hole pair apart. Talgorn did this by combining cadmium selenium q-dots (which attract electrons) and cadmium tellurium q-dots that attract the holes. This could be the working principle for a new type of solar cell. 

Elise Talgorn, Photoconductivity of quantum dot films, 30 November 2010, PhD supervisor Professor Laurens Siebbeles.

Avoriaz ligt op een nacht rijden in het enorme skigebied Portes du Soleil  in de Franse Alpen. Het dorp is autovrij en telt 49 skipistes, waaronder 24 blauwe en zes zwarte. Voor zowel beginners als gevorderden dus goed te doen. Gelegen op 1800 meter hoogte, is het gebied zeer sneeuwzeker: gemiddeld ligt er in een winter zo’n acht meter sneeuw. “Wij hadden af en toe wel regen”, zegt Lisa Bruijntjes van huis De Zatte Aap. “Daardoor ontstond op veel plekken ijs. Dat maakt het skiën uiteraard een stuk lastiger.”

Het vervoer in Avoriaz bestaat uit sneeuwscooters en arresleeën die worden voortgetrokken door paarden. “Heel gezellig”, volgens Bruijntjes. “Alles ligt op een loopafstand van maximaal tien minuten en de meeste appartementen liggen aan de pistes. Zo ook de twee die wij hadden gehuurd.”
De bewoners van De Zatte Aap zijn gemakkelijk te herkennen in de witte vlakte. Negen man en vrouwen in huistrui, huisoutfit en das. De eerste dag heerlijk in het zonnetje, daarna in regen en sneeuw. Beetje skiën en uitgebreid lunchen. “De Franse prijzen liegen er niet om, heerlijk!”

Om een uur of half vijf keert iedereen langzaam terug naar het appartement. De skischoenen worden verwisseld voor partymoonboots. Op naar The Place, een bomvolle bar met live music. Het repertoire van de band die speelt is uitgebreid. Maar liefst tien toppers worden keer op keer herhaald. Tijd om thuis te gaan eten en ‘Wie ben ik’ te spelen in het appartement. Ook het spel ‘Weerwolven’ slaat aan, uiteraard vergezeld van een biertje en een wijntje.
Wat de après-ski betreft, kun je in Avoriaz kiezen tussen Globe Trotters, Shooters of het inmiddels al bekende The Place. Bij Globe Trotters is een shotje Austin Powers aan te raden, waar de vlam in gaat. Dat warmt de kelen lekker op. Shooters serveert de Zatte Aap een adje vodka. En omdat het centrum van Avoriaz zo lekker compact is, rol je aan het einde van de avond zo je bed in.
Algemene impressie? Bruijntjes: “Zon, regen, sneeuw, mist, bier, Shooters, The Place en Globe Trotters. Kortom een fantastische huiswintersport in Avoriaz. Wat wil je nog meer als student.”