Methodenartikel

Integration einer Triplett-Triplett-Annihilation Up-Conversion-System, um Farbstoffsolarzellantwort auf Sub-Bandgap-Licht Enhance

DOI:

10.3791/52028

⸱

12. September 2014

 ,  ,  ,  , 
1ARC Centre of Excellence for Electromaterials Science (ACES), Intelligent Polymer Research Institute (IPRI), The University of Wollongong, 2School of Chemistry, The University of Sydney, 3School of Chemistry, The University of New South Wales

In diesem Artikel

Zusammenfassung

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Ein integriertes Gerät, das eine farbstoffsensibilisierte Solarzelle und Triplett-Triplett-Annihilation-Umwandlungseinheit hergestellt Man erhält verbesserte Lichtsammlung, von einem breiteren Abschnitt des Sonnenspektrums. Unter bescheidenen Einstrahlung eine deutlich verbesserte Reaktion auf Photonen niedriger Energie wurde demonstriert, was eine Rekordzahl für farbstoffsensibilisierte Solarzellen.

Zusammenfassung

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Die schlechte Reaktion von Farbstoff-Solarzellen (DSC) auf Rot und Infrarot-Licht ist ein wesentliches Hindernis für die Verwirklichung höherer Photo und damit höhere Wirkungsgrade. Aufkonversion durch Triplett-Triplett-Annihilation (TTA-UC) ist eine attraktive Technik für die Verwendung dieser sonst verschwendet Photonen niedriger Energie zu produzieren Photo, die zwar nicht mit der Leistung in photoanodic schädlicher Weise zu stören. Ferner dazu hat TTA-UC eine Anzahl von Merkmalen, die sich von anderen berichtet Aufkonversion Technologien, die es besonders geeignet für die Kopplung mit der DSC-Technologie macht. In dieser Arbeit, einer bewährten Hochleistungs-TTA-UC-System, bestehend aus einer Palladium-Porphyrin-Sensibilisator und Rubren Emitter wird mit einem Hochleistungs DSC (Verwendung des organischen Farbstoff D149) in einem integrierten Gerät vereint. Das Gerät zeigt eine verbesserte Reaktion auf Unterbandlücke Licht über dem Absorptionsbereich des TTA-UC-Untereinheit, was zu der höchsten figurieren von Verdienst für Up-Conversion unterstützt DSC Leistung auf dem Laufenden.

Einleitung

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Farbstoff-Solarzellen (DSC) als eine vielversprechende Konzept in erschwinglichen Solarenergie Sammlung 1-3 proklamiert. Trotz dieser Begeisterung noch weit verbreitete Kommerzialisierung auftreten. Eine Reihe von Gründen sind vorn für diese setzen, mit einem drängenden Problem wobei der relativ hohe Energieabsorption der Beginn, die Begrenzung der erreichbaren Lichtsammeleffizienz dieser Geräte 4. Obwohl dies überwunden werden, Absenken der Absorptionsbeginn wird typischerweise durch einen Abfall der Leerlaufspannung, die überproportional erodiert irgendwelche Gewinne in der Stromdichte 5, 6 verbunden.

De....

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Protokoll

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. DSC Fabrication

1.1. Arbeitselektrodenvorbereitung

  1. Sauber ein ganzes Blatt SnO 2: F beschichtete Glas (110 mm × 110 mm × 2,3 mm, <8 Ω / □) durch Ultraschallbehandlung nacheinander in Seifenwasser, dann mit Aceton und schließlich Ethanol (jeweils 10 min).
  2. Hinterlegen eine dichte Schicht von TiO 2 die folgenden Schritte aus:
    1. Trockene Glas mit Druckluft und Wärme Glas bis 450 ° C auf Kochplatte (leitend Seite nach oben).
    2. Verdünnter Titandiisopropoxidbis (acetylacetonat) (75 Gewichts% in Isopropanol) mit Ethanol im Verhältnis 1: 9.
    3. Sprühen Sie die verdünnte Lösung auf Gla....

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Ergebnisse

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Figuren 3A - D Anzeigeverbesserung Reaktionen unter verschiedenen Messbedingungen gemessen, wobei die Effekte in mehr Detail unten diskutiert. Aus den Ausgangsstromdichte Verbesserungen sollte klar sein, dass die Ergebnisse in Figur 4A und 4B sind auf Upconversion, mit dem Spitzenstromverstärkung und Verbesserung IPCE passend auch mit dem Absorptionsspektrum des Sensibilisators durch Übertragung durch die aktive Schicht des abgeschwächten DSC.

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Diskussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dieses Protokoll stellt ein Mittel zur Aufkonversion verbesserte DSC und detailliert auf, wie man so ein Gerät richtig zu messen erzielen. Das BFM ermöglicht die einfache Berechnung der erwarteten AJ SC Verbesserungen bei unterschiedlichen Lichtintensitäten zu erwarten, auch auf 1 Sonne. Die hier angezeigten Werte sind invariant Lichtintensität (Einschub in Abbildung 4), pro Erwartung, wenn das System unter seine Sättigungsschwelle 33. Das BFM mit, können wir den Verstärkungseffekt.......

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Offenlegungen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Es gibt nichts offenzulegen.

Danksagungen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

A.N. würdigt die Beiträge der Australian Renewable Energy Agency (ARENA) und der Australian National Fabrication Facility (ANFF). Dieses Forschungsprojekt wird vom Australian Solar Institute (6-F020 und A-023) mit Beiträgen der Regierung von New South Wales und der University of Sydney finanziert. Aspekte dieser Forschung wurden im Rahmen des Förderprogramms Discovery Projects (DP110103300) des Australian Research Council unterstützt. Die Ausrüstung wurde mit Unterstützung des Australian Research Council (LE0668257) angeschafft.

....

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
(tetrakis(3,5-di-tert-butylphenyl)-6'-amino-7'-nitro-tetrakisquinoxalino[2,3-b'7,8-b''12,13-b'''17,18-b''''-porphyrinato)palladium(II))im Hausin HausChem. Commun., 4851– 4853 (2007)
1,2-Dimethyl-3-propylimidazoliumiodidSolaronix33150Materialwarnung: Reizender
405 nm LangpassfilterSemrockBLP01-405R-25-670
nm LaserThorlabsLDS5 + CPS198-Aceton
ChemsupplyAA008-20L-PMaterialwarnung: Entzündbares
AcetonitrilSigma271004Materialwarnung: Entzündbares
AluminiumoxidAlfa Aesar12733
AluminiumoxidLeeco810-782
RückenfüllkammerSistema1303Klip it rund,
modifiziertes BenzolScharlauBE0033Materialwarnung: Giftiges
BNC-KabelJaycarRG- 59U
CerasolzerMBRCS186
Chopper-RadThorlabsMC1000A
Steuerungssoftwareim eigenen HausGeschrieben in LabVIEW
Current AmplifierStandford Research SR 570
D149 Farbstoff1mOSO149
ZahnfräserVorrangiger Zahnersatzbedarf835.104.008
ReinigungsmittelPalmoliveOriginal
DiamantscheibeFrameco14220
BohrerDremmel220
Dynamisches digitales ErfassungsgerätNational InstrumentsUSB-4431Analog zu Digital
EthanolUnivar214Materialwarnung: Entzündbare
GloveboxIT-Systeme
H2PtCl6Sigma334472Materialwarnung: korrosive
SchmelzklebstoffdichtungSolaronixMeltronic 1170-25Surlyn
Schmelzklebstoff DichtungSolaronixMeltronix 1170-60Surlyn
HotplateHarry GestigkeitPR 5 3T / PZ28-3T
HotplateIKARCT basic
BildanalysesoftwareNational Institutes for HealthImage-J
IodineSigma326143Materialwarnung: korrosiv
LasergraviererUniversal Laser SystemePLS6WM
Flüssiger StickstoffLuft Flüssig
Lithium IodidAldrich518018Materialwarnung: giftiges
MethoxypropionitrilSigma65290Materialwarnung: Entzündbar
SpiegelThorlabsPF10-03-P01
SpiegelhalterungThorlabsKM100
Monochromator-Spektralprodukte CM110
GraufilterEdmund Industrial Optics64-352
ParabolspiegelNewport50329AL, 50338AL
FotodiodeNewport918D-UV-OD3
LeistungsmesserNewport1936-C
RubreneSigma551112
Halbautomatischer SiebdruckerKeywellKY-500FH
Spray PyrolyseurGlaskeller
Tape3MMagic Tape
Terminal BlockJaycarHM3194
tert-ButanolSigma360538Materialwarnung: Entzündbar
TiCl4Sigma89545Materialwarnung: korrosiv
FlieseJohnson Fliesen
FliesenschneiderDTADTA-310
TiO2Paste DyesolNR18-T-Titandiisopropoxid
bis(acetylacetonat) (75% in Isopropanol)Aldrich325252Materialwarnung: Entzündbar
Ultraschall-LötkolbenMBRUSS-9200
UV Aushärtung von EpoxidharzDymax425Materialwarnung: Reizendes
UV-HärtungssystemDymaxBlueWave 50
UV-SpektralphotometerVarian Cary1E
VakuumküvetteSonderanfertigungSonderanfertigung
VakuumpumpeRotationspumpe
FeuchttücherKimtech34120KCKimwipes
Xe LampeEnergetiq LDLSTM EQ-1500Weißlichtquelle

Referenzen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. O'Regan, B., Grätzel, M. A low-cost, high-efficiency solar-cell based on dye-sensitized colloidal TiO2 films. Nature. 353, 737-740 (1991).
  2. Grätzel, M. Photoelectrochemical cells. Nature. 414 (6861), 338-344 (2001).
  3. Hagfeldt, A., Boschloo, G., Sun, L., Kloo, L., Pettersson, H.

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Nachdrucke und Genehmigungen

Genehmigung beantragen, um den Text oder die Abbildungen dieses JoVE-Artikels zu verwenden

Genehmigung beantragen

Schlagwörter

Farbstoffsensibilisierte SolarzellenSub Bandl cken LichtantwortPalladium Porphyrin SensibilisatorRubren Emitterorganischer Farbstoff D149Doppelkammer AufbauQuantenausbeute des PhotostromsPump Probe TechnikBildung elektrischer Kontakte

Verwandte Artikel