A cartoon model of a single‐threshold solar cell. Low energy photons (red) 

cannot excite electrons to the threshold required to create electrical 

energy. Only yellow and blue are utilised here.  

Public Dissemination Report 

A‐023 Upconversion of the solar spectrum for improved PV energy conversion 

This project was funded by ARENA, to investigate how the process of photochemical upconversion 

could be applied to solar cells, in order to boost their light harvesting efficiency. The project was 

largely based at The University of Sydney, with contributions from Helmholtz Zentrum Berlin, 

Imperial College, London, The University of Adelaide, and UNSW. 

The project succeeded in demonstrating upconversion applied to amorphous silicon solar cells, and 

other types such as organic solar cells and dye‐sensitized solar cells. The project also explored ways 

to make upconversion more efficient: using plasmons and polymers. 

Single threshold solar cells 

The solar cells that one sees going 

about everyday activities are made 

of silicon, and have a single energy 

threshold. Such cells do not absorb 

particles of  light (photons) with an 

energy  below  about  1.1  electron‐

volts  (eV,  the  energy  it  takes  to 

move an electron across a voltage 

of  1.1  volts).  The  entire  visible 

spectrum spans 1.6‐3.0 eV, and so 

silicon  solar  cells  can make use of 

these  photons,  and  part  of  the 

infrared  spectrum.  However, 

whether they absorb a red (2 eV) or blue (3 eV) photon, they will only use 1.1 eV of the energy, their 

energy  threshold,  or  band‐gap.  These  limitations, missing  the  photons  below  the  band‐gap,  and 

wasting the portion of energy above the band‐gap, limit the energy conversion efficiency of a single‐

threshold silicon solar cell to about 30%. 

Australian  researchers  have  pushed  silicon  to  exceed  25%  efficiency,  which  approaches  the 

fundamental  limitation – the silicon ceiling. To push through the silicon ceiling, one requires better 

usage of the solar spectrum.  

Why is efficiency important? 

The cost of solar energy  is the ultimate driver for  its adoption by the wider community. For a roof‐

mounted system with a limited area, more energy can be extracted if the solar modules themselves 

are more  efficient.  Since much  of  the  cost  of  an  installation  is  fixed, whether  the modules  are 

efficient or not,  increased efficiency  is  the easiest way  to drive down  the  cost per  kilowatt of an 

installation. 

   

In  upconversion,  two  low  energy 

photons  work  together  to  excite 

electrons  by  converting  into  higher 

energy photons.  

(a) The energy flow in photochemical upconversion. (b) Typical sensitizer molecules (left) and emitter molecules 

(right) used in this work.  

ISC ISCS1

S0

S1

S0

T1 T1

S1

S0

S1

T1 T1

sensitizer emitter emitter sensitizer

hν2

hν1hν1

TET TET

TTA

N

N

N

N

NN

N N

N

NN

NPd

R1

R , R = HPQ Pd: rubrene1

R = NH2

24

PQ PdNA:4 2R = NO ,1 2

R2

(a) (b)

How can we make better use of the solar spectrum? 

Multiple threshold cells, which have several bandgaps to make good use of the energy of the solar 

spectrum, are only found in applications where the cost of the cells is not the primary consideration, 

such  as  spacecraft.  They  are  incredibly  expensive. However,  all  cells  of  the  single‐threshold  type 

naturally transmit photons of lower energy than their bandgap. If this light can be converted into a 

usable energy,  then  the efficiency of  the solar cell can be  increased. The process whereby  two or 

more photons of low energy are “glued together”, in effect, to generate photons of higher energy, is 

called upconversion. 

What is upconversion? 

Upconversion  requires absorption of  low energy photons by 

some  material,  with  the  later  interaction  of  two  or  more 

quanta  of  the  stored  energy  to  liberate  higher  energy 

photons. While  this  has  been  known  to  occur  in  inorganic 

materials,  such as  rare earth phosphors,  for  some  time,  the 

efficiency is low. 

In  photochemical  upconversion,  two  types  of  organic 

molecule are used. One type, the sensitizer, absorbs the  low 

energy photons and stores the energy as a metastable state. 

The  other  type,  the  emitter,  harvests  energy  from  the 

sensitizers.  Two  emitters  in  metastable  states  interect  to 

generate  a  highly  emissive  electronic  state.  The  emitters 

subsequently  emit  energy  derived  from  two  absorbed  low 

energy photons. The emitted energy is above the band‐gap of 

the solar cell to which it is coupled. Thus, unused photons are 

conjoined  to  generate  usable  photons.  This  boosts  the 

efficiency of the solar cell. 

Project Aims 

Before  the  commencement  of  this  project  in  2011,  there  were  no  reports  of  photochemical 

upconversion  being  applied  to  solar  cells.  The  goals  of  this  project  were  several‐fold:  to  apply 

photochemical  upconversion  to  a  solar  cell  for  the  first  time;  improve  the  efficiency  of  the 

upconversion process by increasing the absorption bandwidth of the sensitizers; explore polymers as 

emitting materials; and apply plasmonic nanoantennas to improve light harvesting. 

 

External quantum efficiencies of the a‐Si:H solar cells, 

compared to absorption of sensitizer (), and emission of 

emitter. Cells have a diminished response, and enhanced 

transmission in the red part of the spectrum (>650nm).  

(a)

(b)1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0.0

EQ

E, transm

, rubrene em

3.0 2.5 2.0 1.8

700600500400wavelength (nm)

4x10-16

3

2

1

0

σ (c

m2 )

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0.0

EQ

E, transm

, rubrene em

3.0 2.5 2.0 1.8photon energy (eV)

700600500400

4x10-16

3

2

1

0

σ (c

m2 )

 

The efficiency increases observed for the two sensitizers 

employed. 

2.0

1.5

1.0

0.5

0.0rel.

effic

ienc

y in

crea

se (%

)

750700650600550

2.2 2.0 1.9 1.8 1.7photon energy (eV)

1.5

1.0

0.5

0.0

rel.

effic

ienc

y in

crea

se (%

)

750700650600550wavelength (nm)

2.2 2.0 1.9 1.8 1.7

(a)

(b)

Application of photochemical upconversion to a solar cell for the first time 

Hydrogenated  amorphous  silicon  solar  cells 

were  manufactured  for  the  project  by 

Helmholtz Zentrum Berlin, under  the direction 

of  Prof.  Dr.  Klaus  Lips  and  Dr.  Bernd 

Stannowski.  As  shown,  they  have  diminished 

response  in  the  red  region  of  the  spectrum, 

which is complemented by the absorption cross 

section of the sensitizers chosen. A broadband 

sensitizer (b) was developed by Dr Tony Khoury 

especially for this project. 

A liquid upconvertor was optically contacted to 

the  rear  of  the  solar  cell  using  immersion  oil. 

The oil minimized losses of light from scattering 

off interfaces. 

External  quantum  efficiency  (EQE)  curve 

measurements  were  made  while  biasing  the 

upconvertor with a known amount of light. This 

was  required  since  the  upconvertor  needs  a 

certain  amount  of  light  to  work  at  its  full 

potential. Indeed,  

The  measurement  was  repeated  with  the 

system slightly misaligned. The ratio of the two 

EQE  curves demonstrates  the extra EQE made 

available to the solar cell due to upconversion. 

The  EQE was  increased  by  about  1‐2%  at  the 

peak  absorption  of  the  sensitizer.  This 

increased  EQE  can  be  expressed  as  the 

expected  (short circuit) current  increase under 

standard  illumination. This Figure‐of‐Merit was 

calculated to be 2.8×10‐5 mA.cm‐2 and 1.3×10‐4 

mA.cm‐2  for  the  narrow  and  broadband 

sensitizer, respectively. 

These  figures are some 1000 times  lower than 

what  is  device‐relevant.  Nevertheless, 

compared  to  state‐of‐the‐art  measurements 

using  inorganic  phosphors,  photochemical 

upconversion was shown to be 200 times more 

efficient. 

n (a-Si, 20 nm)i (a-Si:H, 50 nm)p (a-SiC, 10 nm)

immersion oil

ZnO:Al (300 nm)

TCO (SnO2:F, 800 nm)

glass (3.2 mm)

quartz cuvette (1.25 mm)

quartz cuvette (1.25 mm)

UC solution (1 cm)

SC

UCsilver coated glass spheres (100μm)

Position 1

Position 2

This work was published in the high‐profile journal Energy and Environmental Science. 

Improving the light‐harvesting of amorphous silicon solar cells with photochemical upconversion, Y. Y. 

Cheng, B. Fuckel, R. W. MacQueen, T. Khoury, R. G. C. R. Clady, T. F. Schulze, N. J. Ekins‐Daukes, M. J. 

Crossley, B. Stannowski, K. Lips and T. W. Schmidt, Energy & Environmental Science, 5, 6953‐6959, 

(2012) 

It was designated as a “hot article” by the publisher, the Royal Society of Chemistry, and has been 

cited over 80 times already. 

Increasing device fidelity using a back‐reflector 

Photochemical  upconversion  is  necessarily  an 

isotropic process. That  is  to say,  the upconverted 

light  is  emitted  in  all  directions. As  such,  half  of 

the  upconverted  light  is  emitted  away  from  the 

solar cell. To remedy this, we created a scattering 

back‐reflector using 100m silver‐coated beads. 

The EQE curves were measured as before, but at 

two  positions  on  the  upconvertor  cuvette:  with 

and without silver‐coated beads. 

The result was a doubling of the observed Figure‐

of‐Merit  (FoM).  At  the  same  time,  adjustments 

were  made  to  the  upconvertor  solution,  which 

also increased the FoM. 

With  these  improvements,  the FoM was  lifted  to 

3.4×10‐4 mA.cm‐2. 

This work was published in The Australian Journal 

of  Chemistry,  in  a  special  issue  commemorating 

the Conference of the Physical Chemistry Division 

of the RACI in late 2011, where Schmidt presented 

a Keynote address. 

Photochemical  Upconversion  Enhanced  Solar 

Cells: Effect of a Back Reflector, T. F. Schulze, 

Y.  Y.  Cheng,  B.  Fuckel,  R. W. MacQueen,  A. 

Danos, N.  J.  L.  K. Davis, M.  J.  Y.  Tayebjee,  T. 

Khoury, R. G. C. R. Clady, N.  J.  Ekins‐Daukes, 

M. J. Crossley, B. Stannowski, K. Lips and T. W. 

Schmidt, Australian  Journal of Chemistry, 65, 

480‐485, (2012) 

The improved FoM shows that enhancements can be made to the device by engineering both at the 

molecular level, and at the level of optical device architecture. 

 

Embossed back‐reflectors improved 

upconversion by more than a factor of 2. 

10-3 10-2 10-1 1000.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

Experiment:embossedflat

Ray tracing:embossedflat

(a)

rel.intensity

ofUCsig

nalinsolarcellEQE

thickness of upconverting layer (mm)

100 µm

20 µm

20 µm

40 µm

50 µm

 

Improved EQEs of organic (top two) and a‐Si:H 

solar cells. 

Micro‐Engineered Back‐Reflector 

Since upconversion is a 2‐photon process, it is more efficient if 

light  is  concentrated  by  a  lens  or  mirror.  Taking  the  back‐

reflector  concept  a  step  further, we  created  a back‐reflector 

with  embossed  spherical  indentations,  designed  to 

concentrate reflected light. 

Measurements were undertaken as a function of the distance 

of the backreflector to the front of the upconvertor. The peak 

was  observed  at  a  thickness  of  about  10m,  where  it  was 

found  that  the  embossed  back‐reflector  improved 

upconversion  by  more  than  a  factor  of  2  as  compared  to 

without a back‐reflector. 

This work was published in the Journal of Photonics for Energy: 

Micro‐optical design of photochemical upconverters for thin‐

film  solar  cells,   T.  F.  Schulze, Y.Y. Cheng, T. Khoury, M.  J. 

Crossley, B. Stannowski, K. Lips and T. W. Schmidt,  Journal 

of Photonics for Energy, 3, 034598 (2013) 

 

Improved Device matching and application  to organic 

photovoltaics 

While  it  is,  in  principle,  possible  to  manipulate  the 

chemical  structure  of  sensitizer  molecules  to  alter  its 

spectral  properties,  in  practice  this  is  a  laborious  and 

lengthy task. In order to demonstrate an improved FoM 

by matching a solar cell to the upconvertor, bespoke a‐

Si:H cells were manufactured by HZB. Organic solar cells 

were  obtained  from  Karlsruhe  Institute  of  Technology. 

An  improved  FoM was obtained  for  the a‐Si:H  cells, of 

7.6×10‐4 mA.cm‐2. EQEs of organic  cells were  improved 

by 12% peak. 

 

This work was published in Journal of Physical Chemistry C: 

Efficiency Enhancement of Organic and Thin‐Film Silicon Solar Cells with Photochemical Upconversion, 

T. F. Schulze, J. Czolk, Y. Y. Cheng, B. Fückel, R. W. MacQueen, T. Khoury, M. J. Crossley, B. Stannowski, 

K.  Lips, U.  Lemmer, A. Colsmann, T. W. Schmidt, The  Journal of Physical Chemistry C, 116, 22794–

22801 (2012) 

   

 

Gold nanoparticles embedded within a dielectric 

layer such as silica can be decorated with 

sensitizer molecules, and transfer this energy to 

an emitter material. 

hν1

hν1

hν2

ΤΕΤΤΕΤ

ΤΤΑ

Plasmonic Antennas for Upconversion 

In  order  to  improve  the  light‐harvesting  characteristics  of  sensitizer molecules, we  proposed  to 

utilize plasmonic nanoparticles as antennas. The cooperative oscillations of electrons in small metal 

particles has a characteristic frequency which depends on the size of the nanoparticles. 

The most famous demonstration is the scattering 

of green  light by plasmonic gold nanoparticles  in 

the Lycurgus Cup, a 4th century Roman artwork. 

The  cup  appears  red  if  illuminated  from  the 

inside,  due  to  resonant  scattering  of  green.  In 

ambient  light,  it  scatters  the  green  back  to  the 

eye  of  the  observer.  The  resonant  frequency  of 

the antennas can be  tuned  to  resonate with  the 

absorption frequency of sensitizer molecules. 

In collaboration with Professor Stefan Maier and Dr Ned Ekins‐Daukes, of Imperial College, London, 

we  attempted  to  apply  plasmonic  light  harvesting  to  upconversion.  In  our  concept,  sensitizer 

molecules  in  the  vicinity  of  a  bespoke,  2d  plasmonic  substrate  will  draw  energy  from  the 

nanostructure. 

Roland Piper, from Imperial College, London, a PhD student under the supervision of Dr Ned Ekins‐

Daukes, visited in March and April 2012. He brought with him the plasmonic substrates produced by 

electron  beam  lithography. We  were  unsuccessful  in  determining  any  discernable  effect  of  the 

plasmonic substrate. We reason that this is because the effect of the plasmonic device is limited to 

the  ~200nm  vicinity,  but  at  the  concentrations  of 

sensitizer  material  employed,  our  characteristic 

absorption  length  is  more  like  100m.  As  such,  we 

require  a  thousandfold  increase  in  absorption 

coefficient.  This  is  to  be  achieved  with  3d 

nanostructured absorbers currently under investigation. 

Furthermore, we will incorporate plasmonic particles in 

the  centre  of  the  nanosphere  supports  to  effect  the 

plasmonic enhancement desired. 

The  concepts under  investigation were  reported by us 

in a book chapter: 

 

CHAPTER  15,  Triplet–triplet  Annihilation  Up‐conversion,  Timothy  W.  Schmidt  and  Murad  J.  Y. 

Tayebjee, Advanced Concepts in Photovoltaics, 2014, 489‐505, DOI:10.1039/9781849739955‐00489 

 

 

   

Poly pendant perylene was synthesized. It was 

found to upconvert in solution, but not in the 

solid. 

Polymer Emitters for Upconversion 

The  rate of  triplet‐triplet annihilation and  thus  the efficiency  is  limited by  the diffusive motion of 

emitter molecules bearing triplet states. It was our concept that the electronic state, rather than the 

molecule diffuse.  This  could be  achieved using polymer  emitters, where  the  electronic  excitation 

jumps along and between chains. 

We synthesized a poly‐pendant perylene polymer, but 

it was found to upconvert only as a solution, and not as 

a solid, presumably because  low energy sites have the 

effect of trapping the triplet excited states. 

While  this  was  unsuccessful,  we  determined  that  a 

solid  phase  material  could  be  achieved  by  another 

route which is currently under investigation. 

Liquid  upconvertors  can  be  rendered  solid  by  the 

application  of  gelators.  This  work  will  be  published 

shortly. 

Insights from computer simulations 

High performance computers can be used to simulate the movements of molecules in solution, such 

as upconverter emitters, in great detail. Led by Dr David Huang  and Simon Blacket at the University 

of  Adelaide,  these  kinds  of  simulations  have  helped  support  and  direct  efforts  to  optimise 

upconverter efficiency, and expanded understanding of the upconversion process. 

When  pairs  of  emitter  molecules  interact,  their  relative  positions  and  orientations  in  space 

determine whether  the  interaction will  be  successful  and  result  in  upconversion.  Prior  to  these 

simulations  it was widely assumed  that emitter molecules come  together  in  random orientations, 

and that as a result, successful interactions were rare. 

Instead,  the  shapes  of  the  emitter molecules  strongly  influence  the molecule’s  interactions,  and 

from  simulations  the  preferred  interaction  geometry  can  be  identified.  Knowing  these  preferred 

geometries has  led to a better understanding of why some emitters are  intrinsically more efficient 

upconverters than others: the shape of the emitters can cause them to naturally come together  in 

geometries which promote successful  interactions. This work also gives hints  to why upconverters 

with several different emitters working together can perform better than those with just one. 

 

 

 

 

 

People 

 

 

 

 

 

 

 

The preferred interaction geometry of rubrene molecules from top‐down (left) and side‐on (right) 

     

Left: Measured and modelled (red) upconversion excitation spectrum. Right: Apparatus Schematic. 

400 450 500 550 600 650 700 750 800

0

2

4

6

8

wavelength (nm)

52

0.00

0.02

0.04

0.06

0.08

0.10

0.12

actio

n sp

ectru

m (a

.u)

+

12

34

56 7

8

9

10

11

A new apparatus 

To measure the efficiency of upconversion in the absence of complicating factors such as solar cells, 

we  constructed  a  dual‐beam  front‐face  fluorimeter.  The  principle  of  operation  is  that  the 

upconvertor  is placed under  simulated  solar  irradiation by one,  continuous  light beam, while  it  is 

probed with chopped, monochromated light. The excitation spectrum of an upconvertor can then be 

modelled with equations we developed to reveal its efficiency. 

This work is in preparation for Review of Scientific Instruments. 

 

Journal Outputs 

Kinetic Insight into Bimolecular Upconversion: Experiment and Simulation, 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 

Advances, 4, 8059‐8063 (2014). 

Dye‐Sensitized Solar Cell with Integrated Triplet‐Triplet Annihilation Upconversion System, A. 

Nattestad, Y. Y. Cheng, R. W. MacQueen, T. F. Schulze, F. W. Thompson, A. J. Mozer, B. Fueckel, T. 

Khoury, M. J. Crossley, K. Lips, G. G. Wallace, and T. W. Schmidt, Journal of Physical Chemistry 

Letters 4 (12), 2073‐2078 (2013). 

The exciton dynamics in tetracene thin films, M. J. Y. Tayebjee, R. G. C. R. Clady, and T. W. Schmidt, 

Physical Chemistry Chemical Physics, 15, 14797‐14805 (2013). 

Micro‐optical design of photochemical upconverters for thin‐film solar cells,  T. F. Schulze, Y.Y. Cheng, 

T. Khoury, M. J. Crossley, B. Stannowski, K. Lips and T. W. Schmidt, Journal of Photonics for Energy, 

3, 034598 (2013) 

Efficiency Enhancement of Organic and Thin‐Film Silicon Solar Cells with Photochemical 

Upconversion, T. F. Schulze, J. Czolk, Y. Y. Cheng, B. Fückel, R. W. MacQueen, T. Khoury, M. J. 

Crossley, B. Stannowski, K. Lips, U. Lemmer, A. Colsmann, T. W. Schmidt, The Journal of Physical 

Chemistry C, 116, 22794–22801 (2012) 

Photochemical Upconversion Enhanced Solar Cells: Effect of a Back Reflector, T. F. Schulze, Y. Y. 

Cheng, B. Fuckel, R. W. MacQueen, A. Danos, N. J. L. K. Davis, M. J. Y. Tayebjee, T. Khoury, R. G. C. R. 

Clady, N. J. Ekins‐Daukes, M. J. Crossley, B. Stannowski, K. Lips and T. W. Schmidt, Australian Journal 

of Chemistry, 65, 480‐485, (2012) 

Synthesis and Ultrafast Excited‐State Dynamics of Zinc and Palladium Triply Fused Diporphyrins, D. A. 

Roberts, B. Fuckel, R. G. C. R. Clady, Y. Y. Cheng, M. J. Crossley and T. W. Schmidt, Journal of Physical 

Chemistry A, 116, 7898‐7905, (2012) 

Improving the light‐harvesting of amorphous silicon solar cells with photochemical upconversion, Y. 

Y. Cheng, B. Fuckel, R. W. MacQueen, T. Khoury, R. G. C. R. Clady, T. F. Schulze, N. J. Ekins‐Daukes, M. 

J. Crossley, B. Stannowski, K. Lips and T. W. Schmidt, Energy & Environmental Science, 5, 6953‐6959, 

(2012) 

Conference Proceedings 

Nanostructured  upconvertors  for  improved  solar  cell  performance,  MacQueen,  R.,  Schulze,  T., 

Khoury,  T., Cheng,  Y.,  Stannowski, B.,  Lips,  K., Crossley, M.,  Schmidt,  T.  (2013).  SPIE  8824  ‐ Next 

Generation  (Nano)  Photonic  and  Cell  Technologies  for  Solar  Energy  Conversion  IV,  USA:  SPIE 

Proceedings. 

Photochemical Upconversion Applied to Organic and Thin Film Silicon Solar Cells, T. F. Schulze, Y. Y. 

Cheng, B. Fückel, R. W. MacQueen, T. Khoury, M. J. Crossley, J. Czolk, A. Colsmann, U. Lemmer, N. J. 

Ekins‐Daukes, B. Stannowski, K. Lips, and T. W. Schmidt, in Renewable Energy and the Environment 

Optics  and  Photonics  Congress, OSA  Technical Digest  (online), Optical  Society  of  America,  paper 

PW2B.1 (2012) 

Improving  the  light‐harvesting  of  second  generation  solar  cells with  photochemical  upconversion, 

Yuen Yap Chen, Burkhard Fückel, Tim Schulze, Rowan W. MacQueen, Murad J. Y. Tayebjee, Andrew 

Danos,  Tony  Khoury,  Raphaël  G.  C.  R.  Clady,  N.  J.  Ekins‐Daukes,  Maxwell  J.  Crossley,  Bernd 

Stannowski, Klaus Lips and T. W. Schmidt, Proc. SPIE 8477, 8477‐33 (2012) 

Improving  the  light‐harvesting  of  second  generation  solar  cells with  photochemical  upconversion, 

T.F. Schulze, Y.Y. Cheng, B. Fückel, R.W. MacQueen, T. Khoury, M.J. Crossley, B. Stannowski, K. Lips, 

T.W. Schmidt, Proceedings of 27th EU‐PVSEC, 1AO.8.1, 44‐49 (2012) 

A New Concept of Photochemical Upconversion for Thin Film Silicon Solar Cells, B. Fückel, Y.Y. Cheng, 

R.W. MacQueen, M.J.Y. Tayebjee, R.G.C.R. Clady, K. Nauta, M.J. Crossley, T.W. Schmidt, C. Johnson, 

G.J. Conibeer, M.A. Green, K. Lips, B. Stannowski, S. Kirner, T. Hänel, R. Schlatmann, B. Rech, N.J. 

Ekins‐Daukes, Proceedings of 26th EU‐PVSEC, 1BO.9.5, 101‐104 (2011) 

News Article 

Enhancing  solar  cells with  photochemical  upconversion,  Tim  Schulze,  Klaus  Lips  and  Timothy W. 

Schmidt, 17 March 2014, SPIE Newsroom. DOI: 10.1117/2.1201403.005390 

   

Media Exposure 

http://blogs.rsc.org/ee/2012/03/13/upconverting‐layer‐improves‐solar‐cell‐efficiency/ 

http://www.printedelectronicsworld.com/articles/ray‐of‐light‐breakthrough‐in‐solar‐cell‐efficiency‐00004363.asp?sessionid=1 

http://sydney.edu.au/news/science/397.html?newsstoryid=9059 

http://www.helmholtz.de/en/annual_report_2012/energy/insights_into_research/a_turbo_booster_for_thin_film_solar_cells/ 

http://www.electricalsolutions.net.au/news/52687‐‐ldquo‐Turbo‐for‐solar‐cells‐rdquo‐gives‐4‐efficiency 

http://phys.org/news/2012‐04‐australian‐scientists‐breakthrough‐solar‐cell.html 

 

Did we achieve our outcomes? 

We achieved all of the outcomes specified in the funding agreement: 

Synthesis of a range of organic chromophores for the purpose of harvesting light 

The  organic  chemistry  team,  led  by  Professor  Maxwell  Crossley,  created  unique  light‐

absorbing molecules unavailable to any other research group in the world. 

Synthesis  of  a  range  of  light  emitting  materials  designed  to  be  capable  of  photochemical 

upconversion 

The  polymer  group,  led  by  Professor  Sébastien  Perrier,  created  new  polymer  emitter 

materials which were shown to be able to upconvert light.  

Incorporation of synthesized materials into upconverting devices 

We showed that our synthesized materials were capable of upconversion in devices. 

Application of upconverting devices to solar cells 

We published the first upconverting solar cells utilizing the materials synthesized as part of 

this project. 

Characterization of all synthesized materials and devices 

As usual  for a chemistry group, we characterized all our materials. Device characterization 

was performed  in our unique apparatus and  reported  in numerous peer‐reviewed  journal 

publications. 

Publication of original research fundings 

As  reported above, we made numerous publications,  in  journals, at conference and  in  the 

general media. 

Filing of patents where applicable 

One patent application was  filed as part of  this project with Sydnovate,  the  IP arm of The 

University of Sydney. 

Senior Personnel 

 Professor Timothy Schmidt, FRACI The University of Sydney and UNSW 

  Professor Klaus Lips 

Helmholtz Zentrum Berlin and FU Berlin 

 

 Professor Sébastien Perrier, FRSC 

The University of Sydney 

 

 Professor Maxwell Crossley, FAA 

The University of Sydney  

 Professor Stefan Maier Imperial College, London 

 

 Dr Nicholas (Ned) Ekins‐Daukes 

Imperial College, London  

  Professor Gavin Conibeer 

UNSW 

 

  Dr David Huang 

The University of Adelaide  

Postdoctoral Researchers: Dr Tim Schulze, Dr Burkhard Fueckel, Dr Murad Tayebjee, Dr Yuen Yap 

Cheng, Dr Sabrina Dehn, Dr Andrew West, Dr Tony Khoury, Dr Raphaël Clady 

Students: Rowan MacQueen, Derrick Roberts, Nathanial Davies,  Kabilan  Sripathy,  Julia Voloshina, 

Andrew Danos, Simon Blacket