Un dispositivo integrato, che incorpora una cella e tripletta-tripletta annientamento solare unità dye-sensibilizzate up-conversione è stato prodotto, offrendo una maggiore luce raccolta, da una parte più ampia dello spettro solare. Sotto i livelli di irraggiamento modesti una risposta notevolmente migliorato ai fotoni di bassa energia è stata dimostrata, ottenendo una cifra record di merito per le celle solari a tinta sensibilizzata.
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Articolo metodologico
L'integrazione di un Triplet-tripletta Annihilation sistema Up-conversione per migliorare Dye-sensibilizzati Risposta Solar Cell a Sub-bandgap Luce
In questo articolo
Sommario
Abstract
La scarsa risposta delle celle solari sensibilizzate con colorante (DSC) a luce rossa e infrarossa è un ostacolo significativo alla realizzazione di fotocorrenti più elevate e quindi efficienze più elevate. Photon up-conversion attraverso tripletta-tripletta annientamento (TTA-UC) è una tecnica interessante per l'utilizzo di questi fotoni di bassa energia che altrimenti andrebbe perduta per la produzione di fotocorrente, pur non interferendo con le prestazioni photoanodic in modo deleterio. Oltre a questo, TTA-UC ha un certo numero di caratteristiche, distinto da altri up-conversione tecnologie fotoni rilevati, che lo rende particolarmente adatto per l'accoppiamento con la tecnologia DSC. In questo lavoro, un sistema TTA-UC alte prestazioni comprovate, comprendente un sensibilizzante palladio porfirina ed emettitore Rubrene, è combinata con una DSC ad alte prestazioni (utilizzando il colorante organico D149) in un dispositivo integrato. Il dispositivo mostra una risposta migliore alla luce sub-bandgap nel range di assorbimento del sub-unità TTA-UC con conseguente più alto fifigura di merito per up-conversione assistito prestazioni DSC fino ad oggi.
Introduzione
Celle solari sensibilizzate con colorante (DSC) sono stati proclamati come un concetto promettente conveniente raccolta di energia solare 1-3. Nonostante questo entusiasmo, commercializzazione diffusa deve ancora accadere. Un certo numero di ragioni sono state avanzate per questo, con un problema urgente è la relativamente alta energia di insorgenza di assorbimento, limitando l'efficienza ottenibile raccolta luce di questi dispositivi 4. Anche se questo può essere superato, riducendo l'insorgenza di assorbimento è in genere accompagnata da un calo di tensione a circuito aperto, che erode in modo sproporzionato le plusvalenze di densità d....
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Protocollo
1. DSC Fabrication
1.1. Lavorare elettrodi Preparazione
- Pulire un intero foglio di F: SnO 2 vetro rivestito (110 mm × 110 millimetri × 2,3 millimetri, <8 Ω / □) mediante ultrasuoni in sequenza in acqua e sapone, poi acetone e infine l'etanolo (10 minuti ciascuno).
- Depositare un denso strato di TiO 2 seguendo la procedura riportata di seguito:
- Vetro a secco utilizzando il vetro di aria compressa e calore a 450 ° C sulla piastra (conduttore rivolto verso l'alto).
- Diluire Titanium diisopropoxide bis (acetilacetonato) (75% in peso in isopropanolo) con etanolo in un rapporto di....
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Risultati
Figure 3A - D risposte valorizzazione visualizzazione misurati in diverse condizioni di misura, con gli effetti discussi in dettaglio più avanti. Dalle prime miglioramenti densità di corrente dovrebbe essere chiaro che i risultati della Figura 4A e 4B sono attribuibili a upconversion, con il miglioramento corrente di picco e IPCE valorizzazione abbinamento bene con lo spettro di assorbimento del sensibilizzatore, attenuato dalla trasmissione attraverso .......
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Discussione
Questo protocollo fornisce un mezzo per raggiungere fotone up-conversion maggiore DSC e dettagli su come misurare correttamente tale dispositivo. L'UFM permette per il semplice calcolo dei previsti miglioramenti ΔJ SC da aspettarsi a diverse intensità di luce, anche a 1 sole. I valori qui indicati sono invarianti con intensità luminosa (riquadro di figura 4), come da aspettativa quando il sistema è sotto la soglia di saturazione 33. Con l'UFM, siamo in grado di uniformare.......
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Dichiarazioni
Non c'è nulla da rivelare.
Ringraziamenti
A.N. riconosce i contributi dell'Agenzia Australiana per le Energie Rinnovabili (ARENA) e dell'Australian National Fabrication Facility (ANFF). Questo progetto di ricerca è finanziato dall'Australian Solar Institute (6-F020 e A-023), con il contributo del governo del New South Wales e dell'Università di Sydney. Alcuni aspetti di questa ricerca sono stati sostenuti nell'ambito del programma di finanziamento Discovery Projects (DP110103300) dell'Australian Research Council. L'attrezzatura è stata acquistata con il supporto dell'Australian Research Council (LE0668257).
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| (tetrakis(3,5-di-terz-butilfenil)-6'-ammino-7'-nitro-tetrakisquinoxalino[2,3-b'7,8-b''12,13-b'''17,18-b''''-porphyrinato) palladio(II)) | in casa | in casa | Chem. Commun., 4851– 4853 (2007) |
| 1,2-dimetil-3-propilimidazolio | ioduro Solaronix | 33150 | Avvertenza sul materiale: |
| Filtro passa-lungo irritante da 405 nm | Laser Semrock | BLP01-405R-25-670 | |
| nm | Thorlabs | LDS5 + CPS198-Acetone | |
| Chemsupply | AA008-20L-P | Avvertenza sul materiale: Acetonitrile infiammabile | |
| Sigma | 271004 | Avvertenza sul materiale: Allumina infiammabile | |
| Alfa Aesar | 12733 | ||
| Allumina | Leeco | 810-782 | |
| Camera di riempimento posteriore | Sistema | 1303 | Klip it round, Benzene |
| Scharlau | BE0033 | Avvertenza sul materiale: | |
| Cavo BNC | Jaycar | RG- 59U | |
| Cerasolzer | MBR | CS186 | |
| Chopper wheel | Thorlabs | MC1000A | |
| Software di controllo | in house | in house | Scritto in LabVIEW |
| Current Amplifier | Standford Research | SR 570 | |
| D149 colorante | 1m | OSO149 | |
| Fresa dentale | Forniture dentali prioritarie | 835.104.008 | |
| Detergente | Palmolive | Ruota | |
| Frameco | 14220 | ||
| Trapano | Dremmel | 220 | |
| Dispositivo di acquisizione digitale dinamico | National Instruments | USB-4431 | Etanolo da analogico a digitale |
| Univar | 214 | Avvertenza sul materiale: Scatola a guanti infiammabile | |
| Sistemi | |||
| H2PtCl6 | Sigma | 334472 | Avvertenza sul materiale: guarnizione adesiva hot melt corrosiva |
| Solaronix | Meltronic 1170-25 | Surlyn | |
| Adesivo hot melt guarnizione | Solaronix | Meltronix 1170-60 | Surlyn |
| Hotplate | Harry Gestigkeit | PR 5 3T / PZ28-3T | |
| Hotplate | IKA | RCT basic | |
| Software di analisi delle immagini | National Institutes for Health | Image-J | |
| Iodine | Sigma | 326143 | Avvertenza materiale: |
| incisore laser | corrosivo Universal Laser Sistemi | PLS6WM | |
| Azoto Liquido | Aria Liquide | ||
| Ioduro di Litio | Aldrich 518018 | Avvertenza materiale: tossico | |
| Metossipropionitrile | Sigma | 65290 | Avvertenza materiale: Specchio infiammabile |
| Thorlabs | PF10-03-P01 | ||
| Supporto a specchio | Thorlabs | KM100 | |
| Monocromatore | Spectral Products | CM110 | |
| Filtri a densità neutra | Edmund Industrial Optics | 64-352 | |
| Specchio parabolico | Newport | 50329AL, 50338AL | |
| Fotodiodo | Newport | 918D-UV-OD3 | |
| Misuratore di potenza | Newport | 1936-C | |
| Rubrene | Sigma | 551112 | |
| Serigrafo semiautomatico | Keywell | KY-500FH | |
| Pirolizzatore spray | Glaskeller | ||
| Tape | 3M | Magic Tape | |
| Morsettiera | Jaycar | HM3194 | |
| terz-butanolo | Sigma | 360538 | Avvertenza sul materiale: Infiammabile |
| TiCl4 | Sigma | 89545 | Avvertenza sul materiale: corrosivo |
| Tile | Johnson tiles | ||
| Tagliapiastrelle | DTA | DTA-310 | |
| TiO2 pasta | Dyesol | NR18-T-Titanio | |
| diisopropossido bis(acetilacetonato) (75% in isopropanolo) | Aldrich | 325252 | Avvertenza materiale: Infiammabile |
| Saldatore ad ultrasuoni | MBR | USS-9200 | |
| UV polimerizzare epossidico | Dymax | 425 | Avvertenza sul materiale: |
| Sistema di polimerizzazione UV | Dymax | BlueWave 50 | |
| Spettrofotometro UV visibile | Varian Cary | 1E | |
| Cuvetta a vuoto Pompa a vuoto | su misura | ||
| Pompa | |||
| Lampada Kimwipes | |||
| Xe | Energetiq | LDLSTM EQ-1500 | Sorgente luminosa bianca |
Riferimenti
- O'Regan, B., Grätzel, M. A low-cost, high-efficiency solar-cell based on dye-sensitized colloidal TiO2 films. Nature. 353, 737-740 (1991).
- Grätzel, M. Photoelectrochemical cells. Nature. 414 (6861), 338-344 (2001).
- Hagfeldt, A., Boschloo, G., Sun, L., Kloo, L., Pettersson, H.
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Ristampe e permessi
