Name: Integration einer Triplett-Triplett-Annihilation Up-Conversion-System, um Farbstoffsolarzellantwort auf Sub-Bandgap-Licht Enhance (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-09-12T15:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 26 s
Description: Erfahren Sie die Integration eines Triplett-Triplett-Annihilation-Up-Conversion-Systems in Farbstoffsolarzellen. Diese Methode verbessert die Lichtnutzung im Sub-Bandgap-Bereich und erreicht einen Rekord-Figure-of-Merit bei moderater Bestrahlung.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

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.

1. DSC Fabrication 1.1. Arbeitselektrodenvorbereitung <ol><li> Sauber ein ganzes Blatt SnO 2: F beschichtete Glas (110 mm × 110 mm × 2,3 mm, &lt;8 Ω / □) durch Ultraschallbehandlung nacheinander in Seifenwasser, dann mit Aceton und schließlich Ethanol (jeweils 10 min). </li><li> Hinterlegen eine dichte Schicht von TiO 2 die folgenden Schritte aus: <ol><li> Trockene Glas mit Druckluft und Wärme Glas bis 450 ° C auf Kochplatte (leitend Seite nach oben). </li><li> Verdünnter Titandiisopropoxidbis (acetylacetonat) (75 Gewichts% in Isopropanol) mit Ethanol im Verhältnis 1: 9. </li><li> Sprühen Sie die verdünnte Lösung auf Glas erhitzt aus einer Entfernung von ca. 100 mm, mit fünf Sprays über die Glasscheibe. </li><li> Spray eine Runde pro 10 Sekunden für 12 Runden. </li><li> Halten Glas bei 450 ° C für weitere 5 min, vor dem Ausschalten der Kochplatte. Lassen Sie das Glas auf Kochplatte und lassen Sie es langsam auf RT abkühlen. </li></ol></li><li> Das Glas aufder Bildschirm Druckertisch (wieder einmal leitenden Seite nach oben). Legen Bildschirm und richten Muster auf Glas. Fügen TiO 2-Paste, um Druck und Bildschirm ein oder zwei Schichten. Wenn Abscheidung von zwei Schichten, entfernen Glasplatte aus dem Drucker zwischen Drucke, decken und für ~ 5 min Hitze auf 125 ° C für 10 min vor der Rückkehr an den Drucker, um eine nachfolgende Schicht ausdrucken zu regeln, dann. </li><li> Sobald die endgültige Druck wird Führen Sie einen Sinterprogramms. Erhitzen Sie die Elektroden auf 150 ° C bei 12,5 ° / min, halten 10 min, dann auf 325 ° C bei 11,7 ° / min, 5 min zu halten, dann auf 375 ° C bei 10 ° / min, 5 min zu halten, dann auf 450 ° C mit 10,7 ° / min, 30 min halten und schließlich auf 500 ° C mit 10 ° / min, Haltezeit 15 min. Langsam auf RT nach diesem. </li><li> Schneiden Sie die Master-Platte in die Gewährleistung genügend Platz rund um die bedruckte Folie für die Dichtung nach angewandt werden Einzelelektroden. Entfernen Sie alle Glasscherben mit Druckluft. </li><li> Tauchen Elektroden in einem 20 mM TiCl 4 </sub&gt;-Lösung (aq). decken locker und Ort Behälter im vorgeheizten Backofen (70 ° C für 30 min). Subsquently, waschen Sie die Elektroden gründlich und Sinter noch einmal bei 500 ° C für 30 min. </li><li> Sobald auf unter 100 ° C abgekühlt, tauchen die Elektroden in einer 0,5 mM Farbstofflösung. In diesem Fall benutzen D149 in Acetonitril: tert.-Butanol (1: 1). </li><li> Nach dem Färben O / N entfernen Sie die Elektroden und spülen Sie kräftig in Acetonitril für ~ 30 sec ermöglichen dann für weitere 30 sec sitzen. Zurückzutreten Elektroden aus dem Spülbad und trocken mit Druckluft. </li></ol> 1.2. Gegenelektrode Vorbereitung <ol><li> Schneiden Sie ein weiteres Blatt von 2,3 mm F: SnO 2 Glas in 18,3 mm x 27,5 mm große Stücke. </li><li> Tauchen Gegenelektrode in Wasser und bohren Sie ein kleines Loch in der Ecke (φ = 1 mm, 2,5 mm von jeder Ecke), die als Füllung Port zu verwenden, mit einer diamantbestückten Zahn Grat in einer kleinen Tischbohrmaschine montiert. </li><li> Sauber Gegenelektrode gemäß Abschnitt 1.1.1 </li><li> Trockengegenelektrode und auf eine Fliese mit leitenden Seite nach oben. Einen Tropfen Platinsäure-Lösung (H 2 PtCl 6, 10 mM in Ethanol) und verbreitete mit dem Ende einer Pipette. Ort Fliese auf vorgeheizt (400 ° C) Kochplatte für 15 min. Danach entfernen Sie Glas und Fliesen und lassen Sie sich auf eine Bank zu kühlen. </li></ol> 1.3. Reflektor <ol><li> Schneiden Sie ein Stück nichtleitenden 2 mm Glas auf 18,3 mm x 27,5 mm und bohren zwei Löcher in benachbarten Ecken entlang der Längsseite, mit der gleichen Technik wie für die Gegenelektrode (Abschnitt 1.2.2). </li><li> Sauberes Glas, einmal mit dem gleichen Protokoll wie oben (1.1.1) </li><li> Kleben Sie die saubere, trockene Glas auf der Bank auf drei Seiten, mit geringem Rückstand Band. Geben Sie einen Tropfen Al 2 O 3-Paste (2,0 g von 0,3 um Al 2 O 3-Partikel, 2 ml kolloidalem Al 2 O 3 + 1 ml Ethanol) und zeichnen sich mit einem Glasstab. </li><li> Ermöglichen Film zu trocknen, zu entfernen Band und sinter Glas bei 500 ° C für 30 min. </li></ol> 1.4. Gerätemontage <ol><li> Schnitten zwei Chargen aus Heißschmelzkleber Dichtungen. HINWEIS: Die erste, für die DSC, ist 25 um dick und weist Innenabmessungen von 17 mm x 8 mm und Abmessungen von 21 mm × 12 mm. Die SEC, für die Upconversion Kammer, verwendet 60 um Dichtungsmaterial über verdoppelt, um 120 um Dicke zu geben. Zusammengeklappt hat diese Dichtung Innenabmessungen von 17 mm × 21 mm und Abmessungen von 21 mm × 25 mm. </li><li> Platzieren der ersten Dichtung in der Ecke der Gegenelektrode, wodurch die Einfüllöffnung zugänglich ist. Platzieren der Arbeitselektrode über diesem, so dass der bedruckte Bereich ist vollständig innerhalb der Dichtung und eine gute Abdichtung zu erhalten. </li><li> Bewegen diese Anordnung auf eine Heizplatte (120 ° C) und Druck, bis die Dichtung weich wird und schmilzt, die visuell als Dichtung benetzt die Glasoberflächen beobachtet werden kann. Entfernen Sie die Montage und abkühlen lassen. </li><li> Ortzweite Dichtung auf Reflektor, werden wieder die Gewährleistung Einfüllöffnungen nicht abgedeckt. Platzieren DSC auf, so dass die bedruckte Fläche direkt vor der gedruckten Aluminiumoxid Reflektor. Wieder einmal erhitzen Gerät während Druck, bis die Dichtung weich und haftet, wie in Abschnitt 1.4.3. Diese Anordnung ist in Abbildung 1 dargestellt. </li></ol> 1.5. Füllen von Hohlräumen <ol><li> Vorbereitung einer Elektrolytlösung von 0,1 M LiI, 0,6 M 1,2-Dimethyl-3-propylimidazoliumjodid und 0,05 M Jod in Methoxypropionitril. </li><li> Stellen Sie das Gerät in einem kleinen Plastikbehälter mit Vakuumröhre angebracht, mit der Gegenelektrode nach oben. </li><li> Geben Sie einen Tropfen der Elektrolytlösung über das Loch und ein Stück Glas an der Spitze. Vakuum gelten für ein paar Sekunden die Luft aus dem Hohlraum DSC zu extrahieren, vor der Freigabe, die Elektrolyt in den Hohlraum ziehen wird. </li><li> Bereiten Sie die Dichtungen durch Laminieren Schmelzdichtungsmaterial auf Aluminiumfolie. Lassen Sie diese auf einer Kochplatte, gasket Materialseite auf. Reinigen Sie die Rückseite der Gegenelektrode gründlich und versiegeln von Pressvorrichtung gegen das Dichtungsmaterial für ~ 5 sek. </li><li> Bereiten TTA-UC-Lösung durch Auflösen von 0,6 mm von Pd Farbstoff (tetrakis(3,5-di-tert-butylphenyl)-6&#39;-amino-7&#39;-nitro-tetrakisquinoxalino[2,3-b&#39;7,8-b&#39;&#39;12,13-b&#39;&#39;&#39;17,18-b&#39;&#39;&#39;&#39;-porphyrinato) Palladium (II)) und 22 mM Rubren in Benzol. Entlüften diese Lösung gründlich mit flüssigem Stickstoff drei Gefrier-Pump-Auftau-Zyklen. </li><li> Innerhalb eines Handschuhfach, stellen die TTA-UC-Lösung in den Hohlraum zurück, so dass Kapillarkräfte, es zu zeichnen, durch. Einmal voll ist, wieder die Oberfläche zu reinigen gründlich und versiegeln mit einem anderen Stück Aluminium gesichert Dichtungsmaterial. </li></ol> 2. Messung 2.1. Elektrische Kontakte <ol><li> Lötzinn ausgesetzt SnO 2: F arbeiten und Gegenelektroden mit Sonic Lötkolben und Lötzinn entsprechende. </li&gt; <li> Bringen Drähte an Anode und Kathode mit normalen Lot. </li><li> UV-härtenden Epoxid gelten, um die Kanten zu öffnen. ANMERKUNG: Dies geschieht, um als sekundäre Einkapselung der Vorrichtung gegen das Eindringen von Sauerstoff und Verdampfen des Lösungsmittels dienen, sowie die Erhöhung der Robustheit des Gerätes, insbesondere die Drahtbefestigung. </li><li> Befestigen Sie die Anode und Kathode Draht zu einer offenen BNC-Kabel durch eine Klemmleiste. </li></ol> 2.2. IPCE Messaufbau <ol><li> Mit Hilfe der schematisch in Abbildung 2 dargestellt Setup, montieren Sie die integrierte Vorrichtung auf einen Zellenhalter. </li><li> Beleuchten einen Abschnitt der integrierten Einrichtung (~ 2 mm × 1 mm) mit einem 670 nm kontinuierlichen Laserstrahl (der &quot;Pumpstrahl&quot;) über einen Spiegel auf einer einstellbaren Halterung. </li><li> Beleuchten die integrierte TTA-UC DSC mit inkohärente quasi-monochromatischen Licht (der &quot;Sondenstrahl &#39;), die unter Verwendung einer Xe-Lampe, ging zunächst durch einen 405 nm Langpassfilter, dann ein choppeR Spur bei 29 Hz, einem Monochromator, eine abgewinkelte Glasobjektträger (als ~ 4% Strahlteiler verwendet) und einen Parabolspiegel in Betrieb. Generieren Sie einen Hintergrund Triplett Bevölkerung in der TTA-UC-Schicht durch Anregung des UC-Schicht mit dem Pumpstrahl, der Vorfall in einem solchen Winkel, dass sie die angetasteten DSC aktive Schicht, sondern nur die UC-Schicht nicht zu beleuchten ist. </li><li> Richten Sie die Pumpe und Sondenstrahl auf der TTA-UC-Schicht unter Verwendung der verstellbare Spiegelhalter. Messen Sie die von der Sonde, wie es über das sichtbare Spektrum in Schritten von 5 nm über einen dynamischen Signalerfassungsgerät, Stromverstärker und Haussteuerungssoftware gescannt wird erzeugt, Kurzschlussstrom. </li><li> Gleichzeitig erfassen die Leistungsänderung der Sondenstrahl von der Objektträger mit einem Leistungsmesser und einer Photodiode mit Analogausgang mit der Signalerfassungseinrichtung zugeführt wird reflektiert. Korrigieren der J SC von der Vorrichtung von der Sonde Variation in der Software. </li><li> Verdrängen den Pumpstrahl leicht mit dem verstellbaren Spiegel<html> Halterung, so daß er trifft die aktive Schicht der Vorrichtung benachbart zu der Sondenstrahl. Wiederholen Sie die Messung mit der Pumpe und Sondenstrahl falsch ausgerichtet. </li><li> Aufzeichnung sechs Sätze von Messungen mit Ausrichtung und Fehlausrichtung in der gleichen Position für eine bessere Signal-Rausch-Verhältnis. </li><li> Reduzieren Sie die Pumpenstrahlintensität, indem Sie auf das Pumpstrahl verschiedene Graufilter mit bekannten Getrieben bei 670 nm, und wiederholen Sie die Schritte 2.2.4 bis 2.2.7 für eine Reihe von Intensitäten. </li><li> Messen Sie die integrierte Vorrichtung J SC ohne die Pumpstrahlquelle aktiv. </li><li> Messung der Sondenleistung fällt auf die DSC in Bezug auf von der Photodiode erzeugt wird, indem die Photodiode an der Probenposition. </li><li> Messung der Transmission des untersuchten Vorrichtung mit der UC Kammer mit einer UV-Visible Spectrophotometer die Übertragungsspektrum T DSC erhalten wurde. Hinweis: Dies kann abwechselnd zwischen den Schritten 1.4 und 1.5 durchgeführt werden. </li></ol>&quot;&gt; 2.3. Pump Quelle Charakterisierung <ol><li> Messen Sie den Pumpstrahl Leistung bei der DSC-Position für jede Filterbedingung verwendet wird, mit Hilfe der Photodiode und Leistungsmesser (wie in Abschnitt 2.2.10 beschrieben). </li><li> Ein Foto des Pumpstrahles auf ein Stück Papier Gitter an einer Position äquivalent zu denen der TTA Schicht während des Experiments war vorsteht. Stark dämpfen den Strahl bei Bedarf zur Sättigung der Kameradetektor zu vermeiden. Verwenden Sie dieses Bild und Bildanalyse-Software, um die Pumpe Punktgröße zu bestimmen. </li></ol> 3. Datenverarbeitung 3.1. Interpolieren, alle Daten auf 1 nm-Schritten. 3.2. IPCE Bestimmung <ol><li> Berechnen der Photonenfluss (φ) Erreichen der integrierten Vorrichtung von der Sonde gemessenen Leistung als von der Photodiode (I) erzeugt wird und die elektrische Ladung (q): </li><li> Berechnen Sie die Zelle einfallenden Photons auf umgeElektronenEffizienz (IPCE 0) der Device aus der J SC Messung ohne Pumpe Beleuchtung und der Sonde Fluss. </li><li> Nehmen Sie die Verhältnisse zwischen den Messungen mit Pumpe und Sonde ausgerichtet und falsch ausgerichtet, um die relativen Verbesserungen von der Aktivierung der Aufwärtswandler zu erhalten. </li><li> Solarkonzentrationsfaktor Bestimmung </li><li> Konvertieren Sie die Extinktionskoeffizienten des Sensibilisator in Absorptionsquerschnitt σ. </li><li> Beziehen des Anregungsrate der Sensibilisator unter Standard AM1.5G Sonnenspektrums (φ k), die durch die Verwendung der Produkte der Photonenflussdichte aus dem Sonnenspektrum, Lässigkeit der DSC und der Sensibilisator (σ) bei jeder Wellenlänge, und dann Summieren der Produkte für die Sensibilisierungs Q-Band-Absorption, typischerweise 600 nm bis 750 nm aufweist. </li><li> Berechnen Sie, aus der Befugnisse und Punktgröße der Pumpquelle, die Photonenflussdichten der Pumpe mit verschiedenen Graufilter. Dann nehmen Sie die Produkte der Flussdichten, Lässigkeit des DSC und den Sensibilisator bei670 nm, um die Pumpe Anregungsraten zu erhalten. </li><li> Berechnen der Solarkonzentrationsfaktor (ʘ) aus dem Verhältnis der Pumpenanregungsfrequenz an die Anregungsfrequenz unter AM1.5G Bedingungen. </li></ol> 3.3. Modellanpassung und Fakten Verdienst Bestimmung <ol><li> Passen ein Modell der relativen Verbesserung = 1 + Konstante x (T DSC / IPCE 0) × [(σ × σ pumpen Sonde) / (σ + σ Pumpe Sonde)], auf die experimentelle Erweiterung Resultate aus, die Pumpe und σ σ Sonde Querschnitte in Bezug auf die Pumpe und die Sondenwellenlängen; σ Pumpe für jede Pumpintensität festgelegt und σ Sonde mit der Wellenlänge variiert. </li><li> Schätzen Sie die Erweiterung in J SC von der Upconversion-Effekt (AJ SC) aus den Unterschieden zwischen UC und IPCE IPCE 0 und der solaren Strahlungsflusses densit erhalteny. </li><li> Berechnen des BFM durch Normalisierung AJ SC durch das Quadrat der Solarkonzentrationsfaktor, da TTA-UC hat eine quadratische Abhängigkeit von Eingangsleistung bei niedrigen Anregungsintensität. </li></ol>

<ol><li>O'Regan, B., Grätzel, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+low-cost%2C+high-efficiency+solar-cell+based+on+dye-sensitized+colloidal+TiO2+films%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">A low-cost, high-efficiency solar-cell based on dye-sensitized colloidal TiO2 films.</a> Nature. 353, 737-740 (1991).</li>
<li>Grätzel, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photoelectrochemical+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Photoelectrochemical cells.</a> Nature. 414 (6861), 338-344 (2001).</li>
<li>Hagfeldt, A., Boschloo, G., Sun, L., Kloo, L., Pettersson, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dye-Sensitized+Solar+Cells%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Rev%22%5BJournal%5D)">Dye-Sensitized Solar Cells.</a> Chem. Rev. 110 (11), 6595-6663 (2010).</li>
<li>Tayebjee, M. J. Y., Hirst, L. C., Ekins-Daukes, N. J., Schmidt, T. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+efficiency+limit+of+solar+cells+with+molecular+absorbers%3A+A+master+equation+approach%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Phys%22%5BJournal%5D)">The efficiency limit of solar cells with molecular absorbers: A master equation approach.</a> J. Appl. Phys. 108, 124506(2010).</li>
<li>Daeneke, T., Gräf, K., Watkins, S. E., Thelakkat, M., Bach, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Infrared+Sensitizers+in+Titania-Based+Dye-Sensitized+Solar+Cells+using+a+Dimethylferrocene+Electrolyte%5BTitle%5D)+AND+%22ChemSusChem%22%5BJournal%5D)">Infrared Sensitizers in Titania-Based Dye-Sensitized Solar Cells using a Dimethylferrocene Electrolyte.</a> ChemSusChem. 6, 2056-2060 (2013).</li>
<li>Tian, H. N., Yang, X., Chen, R., Hagfelt, A., Sun, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+metal-free+%22black+dye%22+for+panchromatic+dye-sensitized+solar+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Energ.+Environ.+Sci%22%5BJournal%5D)">A metal-free "black dye" for panchromatic dye-sensitized solar cells.</a> Energ. Environ. Sci. 2 (6), 674-677 (2009).</li>
<li>Daeneke, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dye+Regeneration+Kinetics+in+Dye-Sensitized+Solar+Cells%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Dye Regeneration Kinetics in Dye-Sensitized Solar Cells.</a> J. Am. Chem. Soc. 134 (41), 16925-16928 (2012).</li>
<li>Green, M. A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aGreen%2C+MA+%22Third+Generation+Photovoltaics%3A+Advanced+Solar+Energy+Conversion%22">Third Generation Photovoltaics: Advanced Solar Energy Conversion</a>. , Springer. New York, NY. Series in Photonics (2003).</li>
<li>He, J. J., Lindström, H., Hagfeldt, A., Lindquist, S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dye-sensitized+nanostructured+p-type+nickel+oxide+film+as+a+photocathode+for+a+solar+cell%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem.+B%22%5BJournal%5D)">Dye-sensitized nanostructured p-type nickel oxide film as a photocathode for a solar cell.</a> J. Phys. Chem. B. 103 (42), 8940-8943 (1999).</li>
<li>Nattestad, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Highly+efficient+photocathodes+for+dye-sensitized+tandem+solar+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Mater%22%5BJournal%5D)">Highly efficient photocathodes for dye-sensitized tandem solar cells.</a> Nat. Mater. 9 (1), 31-35 (2010).</li>
<li>Nattestad, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dye-Sensitized+Solar+Cell+with+Integrated+Triplet-Triplet+Annihilation+Upconversion+System%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem.+Lett%22%5BJournal%5D)">Dye-Sensitized Solar Cell with Integrated Triplet-Triplet Annihilation Upconversion System.</a> J. Phys. Chem. Lett. 4 (12), 2073-2078 (2013).</li>
<li>Liu, M., Lu, Y., Xie, Z. B., Chow, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhancing+Near-Infrared+Solar+Cell+Response+Using+Upconverting+Transparent+Ceramics%5BTitle%5D)+AND+%22Sol.+Energ.+Mat.+Sol.+C%22%5BJournal%5D)">Enhancing Near-Infrared Solar Cell Response Using Upconverting Transparent Ceramics.</a> Sol. Energ. Mat. Sol. C. 95, 800-803 (2011).</li>
<li>Shan, G. B., Demopolous, G. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Near-Infrared+Sunlight+Harvesting+in+Dye-Sensitized+Solar+Cells+Via+the+Insertion+of+an+Upconverter-TiO2+Nanocomposite+Layer%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Near-Infrared Sunlight Harvesting in Dye-Sensitized Solar Cells Via the Insertion of an Upconverter-TiO2 Nanocomposite Layer.</a> Adv. Mater. 22, 4374-4377 (2010).</li>
<li>Yuan, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Use+of+Colloidal+Upconversion+Nanocrystals+for+Energy+Relay+Solar+Cell+Light+Harvesting+in+the+Near-Infrared+Region%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Mater.+Chem%22%5BJournal%5D)">Use of Colloidal Upconversion Nanocrystals for Energy Relay Solar Cell Light Harvesting in the Near-Infrared Region.</a> J. Mater. Chem. 22, 16709-16713 (2012).</li>
<li>Cheng, Y. Y., et al. Molecular Approaches to Third Generation Photovoltaics: Photochemical Up-conversion. Next Generation (Nano) Photonic and Cell Technologies for Solar Energy Conversion. , 7772-7777 (2010).</li>
<li>Parker, C. A., Hatchard, C. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Delayed+Fluorescence+from+solutions+of+Anthracene+and+Phenanthracene%5BTitle%5D)+AND+%22P.+R.+Soc.+London%22%5BJournal%5D)">Delayed Fluorescence from solutions of Anthracene and Phenanthracene.</a> P. R. Soc. London. 269, 574-584 (1962).</li>
<li>Zhao, J., Ji, S., Guo, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Triplet-Triplet+Annihilation+Based+Upconversion%3A+From+Triplet+Sensitizers+and+Triplet+Acceptors+to+Upconversion+Quantum+Yields%5BTitle%5D)+AND+%22RSC+Adv%22%5BJournal%5D)">Triplet-Triplet Annihilation Based Upconversion: From Triplet Sensitizers and Triplet Acceptors to Upconversion Quantum Yields.</a> RSC Adv. 1, 937-950 (2011).</li>
<li>Singh-Rachford, T. N., Castellano, F. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photon+Upconversion+Based+on+Sensitized+Triplet-Triplet+Annihilation%5BTitle%5D)+AND+%22Coordin.+Chem.+Rev%22%5BJournal%5D)">Photon Upconversion Based on Sensitized Triplet-Triplet Annihilation.</a> Coordin. Chem. Rev. 254, 2560-2573 (2010).</li>
<li>Baluschev, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Up-Conversion+Fluorescence%3A+Noncoherent+Excitation+by+Sunlight%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">Up-Conversion Fluorescence: Noncoherent Excitation by Sunlight.</a> Phys. Rev. Lett. 97, 143903(2006).</li>
<li>Ceroni, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Energy+Up-Conversion+by+Low-Power+Excitation%3A+New+Applications+of+an+Old+Concept%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Eur.+J%22%5BJournal%5D)">Energy Up-Conversion by Low-Power Excitation: New Applications of an Old Concept.</a> Chem. Eur. J. 17, 9560-9564 (2011).</li>
<li>Penconi, M., Ortica, F., Elisei, F., Gentili, P. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((New+Molecular+Pairs+for+Low+Power+Non-Coherent+Triplet-Triplet+Annihilation+Based+Upconversion%3A+Dependence+on+the+Triplet+Energies+of+Sensitizer+and+Emitter%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Lumin%22%5BJournal%5D)">New Molecular Pairs for Low Power Non-Coherent Triplet-Triplet Annihilation Based Upconversion: Dependence on the Triplet Energies of Sensitizer and Emitter.</a> J. Lumin. 135, 265-270 (2013).</li>
<li>Liu, Q., Yang, T., Feng, F., Li, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Blue-Emissive+Upconversion+Nanoparticles+for+Low-Power-Excited+Bioimaging+in+Vivo%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Blue-Emissive Upconversion Nanoparticles for Low-Power-Excited Bioimaging in Vivo.</a> J. Am. Chem. Soc. 134, 5390-5397 (2012).</li>
<li>Simon, Y. C., Weder, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low-Power+Photon+Upconversion+through+Triplet-Triplet+Annihilation+in+Polymers%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Mater.+Chem%22%5BJournal%5D)">Low-Power Photon Upconversion through Triplet-Triplet Annihilation in Polymers.</a> J. Mater. Chem. 22, 20817-20830 (2012).</li>
<li>Jankus, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Energy+Conversion+via+Triplet+Fusion+in+Super+Yellow+PPV+Films+Doped+with+Palladium+Tetraphenyltetrabenzoporphyrin%3A+a+Comprehensive+Investigation+of+Exciton+Dynamics%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Funct.+Mater%22%5BJournal%5D)">Energy Conversion via Triplet Fusion in Super Yellow PPV Films Doped with Palladium Tetraphenyltetrabenzoporphyrin: a Comprehensive Investigation of Exciton Dynamics.</a> Adv. Funct. Mater. 23, 384-393 (2013).</li>
<li>Cheng, Y. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Entropically+Driven+Photochemical+Upconversion%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem.+A%22%5BJournal%5D)">Entropically Driven Photochemical Upconversion.</a> J. Phys. Chem. A. 115, 1047-1053 (2011).</li>
<li>Cheng, Y. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Kinetic+Analysis+of+Photochemical+Upconversion+by+Triplet-Triplet+Annihilation%3A+Beyond+Any+Spin+Statistical+Limit%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem.+Lett%22%5BJournal%5D)">Kinetic Analysis of Photochemical Upconversion by Triplet-Triplet Annihilation: Beyond Any Spin Statistical Limit.</a> J. Phys. Chem. Lett. 1 (12), 1795-1799 (2010).</li>
<li>Baluschev, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Upconversion+with+ultrabroad+excitation+band%3A+Simultaneous+use+of+two+sensitizers%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Upconversion with ultrabroad excitation band: Simultaneous use of two sensitizers.</a> Appl. Phys. Lett. 90, 181103(2007).</li>
<li>Borjesson, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photon+upconversion+facilitated+molecular+solar+energy+storage%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Mater.+Chem.+A%22%5BJournal%5D)">Photon upconversion facilitated molecular solar energy storage.</a> J. Mater. Chem. A. 1, 8521-8524 (2013).</li>
<li>Cheng, Y. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Improving+the+light-harvesting+of+amorphous+silicon+solar+cells+with+photochemical+upconversion%5BTitle%5D)+AND+%22Energ.+Environ.+Sci%22%5BJournal%5D)">Improving the light-harvesting of amorphous silicon solar cells with photochemical upconversion.</a> Energ. Environ. Sci. 5 (5), 6953-6959 (2012).</li>
<li>Dominici, L. Dye-Sensitized Solar Cells: Basic Photon Management Strategies. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aDominici%2C+L+%22Solar+Cells+-+Dye-Sensitized+Devices%22">Solar Cells - Dye-Sensitized Devices</a>. Kosyachenko, L. A. , InTech. 291(2011).</li>
<li>Schulze, T. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photochemical+Upconversion+Enhanced+Solar+Cells%3A+Effect+of+a+Back+Reflector%5BTitle%5D)+AND+%22Aust.+J.+Chem%22%5BJournal%5D)">Photochemical Upconversion Enhanced Solar Cells: Effect of a Back Reflector.</a> Aust. J. Chem. 65 (5), 480-485 (2012).</li>
<li>Schulze, T. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Efficiency+Enhancement+of+Organic+and+Thin-Film+Silicon+Solar+Cells+with+Photochemical+Upconversion%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem.+C%22%5BJournal%5D)">Efficiency Enhancement of Organic and Thin-Film Silicon Solar Cells with Photochemical Upconversion.</a> J. Phys. Chem. C. 116 (43), 22794-22801 (2012).</li>
<li>Haefele, A., Blumhoff, B., Khnayzer, R. S., Castellano, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Getting+to+the+%28Square%29+Root+of+the+Problem%3A+How+to+Make+Noncoherent+Pumped+Upconversion+Linear%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem.+Lett%22%5BJournal%5D)">Getting to the (Square) Root of the Problem: How to Make Noncoherent Pumped Upconversion Linear.</a> J. Phys. Chem. Lett. 3, 299-303 (2012).</li>
<li>Lewitzka, F., Löhmannsröben, H. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Investigation+of+Triplet+Teracene+and+Triplet+Rubrene+in+Solution%5BTitle%5D)+AND+%22Z.+Phys.+Chem%22%5BJournal%5D)">Investigation of Triplet Teracene and Triplet Rubrene in Solution.</a> Z. Phys. Chem. 150, 69-86 (1986).</li>
<li>Ventura, B., Esposti, A. D., Koszarna, B., Gryko, D. T., Flamigni, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photophysical+characterization+of+free-base+corroles%2C+promising+chromophores+for+light+energy+conversion+and+singlet+oxygen+generation%5BTitle%5D)+AND+%22New+J.+Chem%22%5BJournal%5D)">Photophysical characterization of free-base corroles, promising chromophores for light energy conversion and singlet oxygen generation.</a> New J. Chem. 29, 1559-1566 (2005).</li>
<li>MacQueen, R. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanostructured+upconverters+for+improved+solar+cell+performance%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+SPIE%22%5BJournal%5D)">Nanostructured upconverters for improved solar cell performance.</a> Proceedings SPIE. 8824, 882408-882409 (2013).</li>
<li>Yella, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Porpyrin-sensitized+Solar+Cells+with+Cobalt+%28II%2FIII%29-based+redox+electrolyte+exceed+12+percent+efficiency%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Porpyrin-sensitized Solar Cells with Cobalt (II/III)-based redox electrolyte exceed 12 percent efficiency.</a> Science. 334, 629-634 (2011).</li>
</ol>

Es gibt nichts offenzulegen.

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...

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. Der allgemeine Betrieb des DSCs einen Elektronentransfer von einem photoangeregten Farbstoffs auf einem Halbleiter (in der Regel TiO 2), gefolgt von der Regeneration der oxidierte Farbstoff durch einen Redox-Mediator. Beide Prozesse scheinen wesentliche Antriebskräfte (potenziellen), um mit hoher Effizienz 7 vorgehen müssen </sup&gt;. Mit solch signifikanten inhärenten Verluste, wird es offensichtlich, dass die optimale Absorption Beginn für diese Geräte ist in der Energie recht hoch. Ähnliche Probleme für die organische Photovoltaik (OPV), was gibt es noch einmal auf die für eine effektive Ladungstrennung erforderlichen großen chemischen Antriebskräfte. Dementsprechend Vorhersagen der oberen solarelektrischen Wandlereffizienz Grenzen Single-Junction-Geräte basierend auf diesen beiden Technologien beinhalten Absorber mit breit (effektiv) 4 Bandlücken. Um die Lichtsammel oben aufgeworfenen Frage zu überwinden, eine Reihe von Ansätzen getroffen. Dazu gehört auch die &quot;dritte Generation&quot; 8 Ansätze der Tandemstrukturen 9, 10 und Photon Upconversion 11-14. Kürzlich berichteten wir, 11 eine integrierte Vorrichtung eines DSC-Arbeits-und Gegenelektrode besteht, mit einem Triplett-Triplett-Annihilation basierend Up-Conversion (TTA-UC)-System integriert inan der Struktur. Diese TTA-UC Element konnte rotes Licht durch die aktive Schicht übertragen ernten und chemisch umwandeln (wie im Detail unten beschrieben), um Photonen höherer Energie, die durch die aktive Schicht des DSC aufgenommen werden könnte und erzeugen Photo. Es gibt zwei wichtige Punkte, die über dieses System beachten. Erstens hat TTA-UC viele potenzielle Vorteile gegenüber anderen Systemen Photonen Upconversion 11; zweitens zeigt eine Architektur machbar (proof-of-principle) für den Einbau von TTA-UC, die aus dem TTA-UC Literatur bis dahin gefehlt hat. Der Prozess der TTA-UC 15-24 beinhaltet die Anregung von &#39;Sensibilisator &quot;Moleküle, in diesem Fall Pd Porphyrine, durch Licht mit Energie unterhalb der Vorrichtung beginn Energie. Die Singulett-angeregten Sensibilisatoren unterziehen schnelle Intersystem-Crossing auf die niedrigste Energie-Triplett-Zustand. Von dort aus können sie Energie zu einem Triplett-Grundzustand-Annahme &quot;Emitter &amp; # übertragen8217; Arten, wie Rubren, solange die Übertragung von freier Energie 25 erlaubt. Die erste Triplett-Zustand von Rubren (T 1) größer ist als die Hälfte der Energie des ersten angeregten Singulett-Zustand (S 1), aber weniger als die Hälfte der Energie von T 2, was bedeutet, dass eine Begegnung Komplex von zwei Triplett-angeregten rubrenes können, um zu vernichten Geben angeregten Singulett-Emitter-Molekül (und der andere im Grundzustand) mit einer ziemlich hohen Wahrscheinlichkeit. Andere Staaten, statistisch vorhergesagt, sind die meisten wahrscheinlich energetisch nicht zugänglich Rubren 26. Die angeregten Singulett Rubren Molekül kann dann ein Photon (per Fluoreszenz) mit Energie, die ausreicht, um den Farbstoff auf der Arbeitselektrode des DSC erregen. Dieses Verfahren ist in 1 gezeigt Trick. TTA-UC bietet eine Reihe von Vorteilen im Vergleich zu anderen UC Systemen wie einem breiten Absorptionsbereich und inkohärenter Natur 27, 28, so dass es eine attraktive Option für COUpling mit DSC (sowie OPV). TTA-UC hat sich gezeigt, die bei relativ niedrigen Lichtintensitäten und in diffuse Lichtverhältnisse. Sowohl DSC und OPV sind am effizientesten in der niedrigen Lichtstärke-Regimes. Solar Konzentration ist teuer und nur für hohe Effizienz, hohe Kosten-Geräte vertretbar. Auf den Prozess, der Sensibilisator Chromophoren mit starken, breiten Absorptionsbanden im Konzert mit langlebigen Triplett-Zustände, die durch Diffusion in Ordnung sind, in Kontakt mit wechselwirkenden Spezies kommen die relativ hohe Leistung der TTA-UC-Systeme in geringer Intensität Lichtverhältnissen ist . Zusätzlich TTA-UC wurde gefunden, hoher intrinsischer Wirksamkeit einer kinetischen Studie 26 haben. Obwohl TTA-UC arbeitet bei geringer Lichtintensität, gibt es noch eine quadratische Beziehung zwischen einfallenden Lichtintensität und emittierte Licht (zumindest bei niedrigen Lichtintensitäten). Dies ist aufgrund der bimolekularen Natur des Verfahrens. Zur Rechenschaftfür diese und die vielfältigen experimentellen Bedingungen (insbesondere Lichtintensität) von verschiedenen Gruppen berichtet, sollte eine Gütezahl System (BFM), um die Leistungssteigerung Meter von Upconversion angeboten eingesetzt werden. Diese FoM als AJ SC / ʘ, wo AJ SC ist die Erhöhung der Kurzschlussstrom (in der Regel durch die Integration des einfallenden Photons bestimmt Carrier Efficiency, IPCE, mit und ohne die Upconversion Effektladung) und ʘ definiert worden ist die effektive Solar Konzentration (bezogen auf die Photonenflusses in dem relevanten Bereich, also der Q-Band-Absorption des Sensibilisators) 2 29. Hier, ein Protokoll für die Herstellung und Charakterisierung eines integrierten richtig DSC-TTA-UC-Gerät wird berichtet, wobei besonderes Augenmerk auf mögliche Fallstricke in der Geräteprüfung. Es ist zu hoffen, dass dies als Grundlage für die weitere Arbeit in diesem Bereich dienen.

<table><tbody><tr><td>(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))</td><td>im Haus</td><td>in Haus</td><td>Chem. Commun., 4851&ndash; 4853 (2007)</td></tr><tr><td>1,2-Dimethyl-3-propylimidazoliumiodid</td><td>Solaronix</td><td>33150</td><td>Materialwarnung: Reizender</td></tr><tr><td>405 nm Langpassfilter</td><td>Semrock</td><td>BLP01-405R-25-670</td><td></td></tr> <tr><td>nm Laser</td><td>Thorlabs</td><td>LDS5 + CPS198-Aceton</td><td></td></tr> <tr><td></td><td>Chemsupply</td><td>AA008-20L-P</td><td>Materialwarnung: Entzündbares</td></tr><tr><td>Acetonitril</td><td>Sigma</td><td>271004</td><td>Materialwarnung: Entzündbares</td></tr><tr><td>Aluminiumoxid</td><td>Alfa Aesar</td><td>12733</td><td></td></tr><tr><td>Aluminiumoxid</td><td>Leeco</td><td>810-782</td><td></td></tr><tr><td>Rückenfüllkammer</td><td>Sistema</td><td>1303</td><td>Klip it rund,</td></tr><tr><td>modifiziertes Benzol</td><td>Scharlau</td><td>BE0033</td><td>Materialwarnung: Giftiges</td></tr><tr><td>BNC-Kabel</td><td>Jaycar</td><td>RG- 59U</td><td></td></tr><tr><td>Cerasolzer</td><td>MBR</td><td>CS186</td><td></td></tr><tr><td>Chopper-Rad</td><td>Thorlabs</td><td>MC1000A</td><td></td></tr><tr><td>Steuerungssoftware</td><td>im eigenen Haus</td><td></td><td>Geschrieben in LabVIEW</td></tr><tr><td>Current Amplifier</td><td>Standford Research&nbsp;</td><td>SR 570</td><td></td></tr><tr><td>D149 Farbstoff</td><td>1m</td><td>OSO149</td><td></td></tr><tr><td>Zahnfräser</td><td>Vorrangiger Zahnersatzbedarf</td><td>835.104.008</td><td></td></tr><tr><td>Reinigungsmittel</td><td>Palmolive</td><td>Original</td><td></td></tr><tr><td>Diamantscheibe</td><td>Frameco</td><td>14220</td><td></td></tr><tr><td>Bohrer</td><td>Dremmel</td><td>220</td><td></td></tr><tr><td>Dynamisches digitales Erfassungsgerät</td><td>National Instruments</td><td>USB-4431</td><td>Analog zu Digital</td></tr><tr><td>Ethanol</td><td>Univar</td><td>214</td><td>Materialwarnung: Entzündbare</td></tr><tr><td>Glovebox</td><td>IT-Systeme</td><td></td><td></td></tr><tr><td>H2PtCl6</td><td>Sigma</td><td>334472</td><td>Materialwarnung: korrosive</td></tr><tr><td>Schmelzklebstoffdichtung</td><td>Solaronix</td><td>Meltronic 1170-25</td><td>Surlyn</td></tr><tr><td>Schmelzklebstoff Dichtung</td><td>Solaronix</td><td>Meltronix 1170-60</td><td>Surlyn</td></tr><tr><td>Hotplate</td><td>Harry Gestigkeit</td><td>PR 5 3T / PZ28-3T</td><td></td></tr><tr><td>Hotplate</td><td>IKA</td><td>RCT basic</td><td></td></tr><tr><td>Bildanalysesoftware</td><td>National Institutes for Health</td><td>Image-J</td><td></td></tr><tr><td>Iodine</td><td>Sigma</td><td>326143</td><td>Materialwarnung: korrosiv</td></tr><tr><td>Lasergravierer</td><td>Universal Laser Systeme</td><td>PLS6WM</td><td></td></tr><tr><td>Flüssiger Stickstoff</td><td>Luft Flüssig</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Lithium Iodid</td><td>Aldrich</td><td>518018</td><td>Materialwarnung: giftiges</td></tr><tr><td>Methoxypropionitril</td><td>Sigma</td><td>65290</td><td>Materialwarnung: Entzündbar</td></tr><tr><td>Spiegel</td><td>Thorlabs</td><td>PF10-03-P01</td><td></td></tr><tr><td>Spiegelhalterung</td><td>Thorlabs</td><td>KM100</td><td></td></tr><tr><td></td><td>Monochromator-Spektralprodukte&nbsp;</td><td>CM110</td><td></td></tr><tr><td>Graufilter</td><td>Edmund Industrial Optics</td><td>64-352</td><td></td></tr><tr><td>Parabolspiegel</td><td>Newport</td><td>50329AL, 50338AL</td><td></td></tr><tr><td>Fotodiode</td><td>Newport</td><td>918D-UV-OD3</td><td></td></tr><tr><td>Leistungsmesser</td><td>Newport</td><td>1936-C</td><td></td></tr><tr><td>Rubrene</td><td>Sigma</td><td>551112</td><td></td></tr><tr><td>Halbautomatischer Siebdrucker</td><td>Keywell</td><td>KY-500FH</td><td></td></tr><tr><td>Spray Pyrolyseur</td><td>Glaskeller</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tape</td><td>3M</td><td>Magic Tape</td><td></td></tr><tr><td>Terminal Block</td><td>Jaycar</td><td>HM3194</td><td></td></tr><tr><td>tert-Butanol</td><td>Sigma</td><td>360538</td><td>Materialwarnung: Entzündbar</td></tr><tr><td>TiCl4</td><td>Sigma</td><td>89545</td><td>Materialwarnung: korrosiv</td></tr><tr><td>Fliese</td><td>Johnson Fliesen</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Fliesenschneider</td><td>DTA</td><td>DTA-310</td><td></td></tr><tr><td>TiO2</td><td>Paste Dyesol</td><td>NR18-T-Titandiisopropoxid</td><td></td></tr> <tr><td>bis(acetylacetonat) (75% in Isopropanol)</td><td>Aldrich</td><td>325252</td><td>Materialwarnung: Entzündbar</td></tr><tr><td>Ultraschall-Lötkolben</td><td>MBR</td><td>USS-9200</td><td></td></tr><tr><td>UV Aushärtung von Epoxidharz</td><td>Dymax</td><td>425</td><td>Materialwarnung: Reizendes</td></tr><tr><td>UV-Härtungssystem</td><td>Dymax</td><td>BlueWave 50</td><td></td></tr><tr><td>UV-Spektralphotometer</td><td>Varian Cary</td><td>1E</td><td></td></tr><tr><td>Vakuumküvette</td><td>Sonderanfertigung</td><td>Sonderanfertigung</td><td></td></tr><tr><td>Vakuumpumpe</td><td></td><td>Rotationspumpe</td><td></td></tr><tr><td>Feuchttücher</td><td>Kimtech</td><td>34120KC</td><td>Kimwipes</td></tr><tr><td>Xe Lampe</td><td>Energetiq&nbsp;</td><td>LDLSTM EQ-1500</td><td>Weißlichtquelle</td></tr></tbody></table>

integration einer triplett-triplett-annihilation up-conversion-system, um farbstoffsolarzellantwort auf sub-bandgap-licht enhance

Integrating a Triplet-triplet Annihilation Up-conversion System to Enhance Dye-sensitized Solar Cell Response to Sub-bandgap Light

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.

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. <p cl...

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.

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

The poor response of dye-sensitized solar cells (DSCs) to red and infrared light is a significant impediment to the realization of higher photocurrents ...

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens ist die Herstellung und Charakterisierung von funktionsfähigen hochkonvertierenden desensibilisierten Solarzellen. Dies wird erreicht, indem zunächst eine Solarzelle mit einer Doppelkammeranordnung hergestellt wird. Der zweite Schritt besteht darin, die Kammern mit Elektrolyt bzw. der Aufwärtsumwandlungslösung zu füllen.Führen Sie als Nächstes Messungen des einfallenden Photons des Geräts mit einer Pumplichtquelle durch. Der letzte Schritt besteht darin, die Ergebnisse zu modellieren und Daten zu verwenden, um zu bestätigen, dass der Aufwärtskonvertierungseffekt real ist. Letztendlich ermöglicht das Experiment einen Vergleich mit anderen Aufwärtswandlern anhand einer Gütezahl.Der Hauptvorteil dieser Technik gegenüber bestehenden Methoden, wie z. B. unseren zuvor berichteten Geräten, besteht darin, dass sie ein vollständig integriertes Gerät bietet. Diese Methode zeigt, dass ein Flüssig-Up-Konverter in eine Standard-Photovoltaikanlage integriert werden kann. Durch den Isierungsaspekt dieser Methode kann man Einblicke in den auf Rad und Artefakt basierenden Aufwärtskonvertierungseffekt geben.Dies kann auch auf andere Systeme angewendet werden, insbesondere bei der Aufwärtskonvertierung und der Verbesserung von Fotoaufnahmen. Wir haben eine Technik mit schrägem Pumpbalken entwickelt. Wenn Sie feststellen, dass unser Modellsystem nicht mit unseren Daten übereinstimmt, besteht der erste Schritt darin, eine Arbeitselektrode aus einer ganzen Folie aus sauberem, fluoriertem, dotiertem, zinnoxidbeschichtetem Glas herzustellen.Das Blech sollte 110 Millimeter im Quadrat und 2,3 Millimeter dick sein, um eine dichte Schicht aus Titanoxid auf dem Blech abzuscheiden. Legen Sie das trockene Blech mit der leitfähigen Seite nach oben auf eine Herdplatte. Erhitzen Sie das Glas auf 450 Grad Celsius, während das Glas fertig erhitzt ist.Eine Eins-zu-Neun-Lösung aus Titanfarbstoff, ISOP-Propoxid, Bis, Acetylacetat und Ethanol in einem Sprühbehälter. Sobald das Glas 450 Grad Celsius hat, sprühen Sie die Lösung aus einer Entfernung von etwa 100 Millimetern mit fünf Sprühstößen auf seine Oberfläche. Wiederhole dies alle 10 Sekunden für insgesamt 12 Runden.Halten Sie das Glas weitere fünf Minuten lang auf 450 Grad Celsius. Anschließend auf der Herdplatte langsam auf Raumtemperatur abkühlen lassen. Legen Sie nach dem Abkühlen die leitfähige Stelle des Glases nach oben auf den Siebdruckertisch und verwenden Sie Titandioxidpaste, um eine Schicht des gezeigten Musters zu drucken.Schneiden Sie nach dem Zentrieren die Masterplatte in einzelne Elektroden. Die Elektroden sollten ausreichend Platz um die bedruckte Folie herum haben. Für die spätere Ausgabe einer Dichtung bereiten Sie eine 20 millimolare Titantetrachloridlösung vor.Tauchen Sie die Elektroden ein und stellen Sie sie in den vorgeheizten Backofen bei 70 Grad Celsius. Nachdem Sie die Elektroden geborgen und gründlich gewaschen haben, zentrieren Sie sie 30 Minuten lang bei 500 Grad Celsius. Anschließend langsam abkühlen lassen.In diesem Fall ist eine 0,5 millimolare Farbstofflösung, D 1 49, in einer Eins-zu-Eins-Mischung aus Nitril und Tur-Butanol herzustellen. Wenn die Elektroden unter 110 Grad Celsius abgekühlt sind, tauchen Sie sie in die Farbstofflösung und lassen Sie sie über Nacht stehen. Entfernen Sie nach mindestens acht Stunden die Elektroden aus dem Farbstoff und spülen Sie sie gründlich mit Acetylnitril ab.Bereiten Sie vor dem Trocknen mit Druckluft die Gegenelektroden mit einer weiteren Folie aus 2,3 Millimeter dickem, fluordotiertem, zinnoxidbeschichtetem Glas vor. In 18,3 Millimeter x 27,5 Millimeter große Stücke schneiden, um jeweils eine Füllöffnung zu erzeugen. Verwenden Sie vor dem Bohren einen Zahnfräser mit Diamantspitze in einer kleinen Tischbohrmaschine und tauchen Sie jede Gegenelektrode in Wasser.Bohren Sie dann teilweise ein kleines Loch in die Ecke. Drehen Sie das Stück um, um das Loch zu vervollständigen. Nachdem Sie die Gegenelektrode gereinigt und getrocknet haben, legen Sie sie mit der leitfähigen Seite nach oben auf eine Fliese.Tragen Sie einen Tropfen Platinsäurelösung auf und verteilen Sie sie mit dem Ende einer Pipette. Legen Sie die Fliese für 15 Minuten auf eine vorgeheizte 400 Grad Celsius heiße Platte. Wenden Sie sich nun der Herstellung des Reflektors zu, indem Sie zwei Millimeter dickes, nicht leitendes Glas verwenden.Schneiden Sie in 18,3 Millimeter x 27,5 Millimeter große Stücke mit zwei Löchern, die in benachbarte Ecken entlang einer langen Kante des Stücks gebohrt werden. Nach dem Reinigen und Trocknen des Glases befestigen Sie es mit einem rückstandsarmen Klebeband an drei Seiten auf der Bank. Tragen Sie bei aufgesetztem Glas einen Tropfen Aluminiumoxidpaste auf.Ziehe dann die Paste mit einem Glasstab nach unten. Sobald die Folie trocken ist, entfernen Sie das Klebeband und zentrieren Sie es 30 Minuten lang bei 500 Grad Celsius. Beginnen Sie mit der Montage der Geräte, indem Sie zwei Chargen Schmelzklebstoffdichtungen vorbereiten.Eine Charge ist für die desensibilisierten Solarzellen und ist 25 Mikrometer dick. Die andere Charge ist für die Up-Conversion-Kammer und hat eine Dicke von 120 Mikrometern. Nach dem Aufsetzen der Solarzellendichtung auf die Ecke der Gegenelektrode sollte die Einfüllöffnung zugänglich bleiben.Platzieren Sie dann die Arbeitselektrode darüber, wobei sich der bedruckte Bereich vollständig in der Dichtung befindet. Achten Sie darauf, dass Sie eine gute Abdichtung erhalten. Bewegen Sie die Baugruppe auf eine Heizplatte mit 120 Grad Celsius.Üben Sie Druck aus, bis die Dichtung weich wird und schmilzt. Sobald dies geschieht, nehmen Sie die Baugruppe von der Kochplatte und lassen Sie sie abkühlen. Kühl. Setzen Sie die zweite Dichtung auf den Reflektor und vergewissern Sie sich, dass die Einfüllöffnungen nicht abgedeckt sind.Platzieren Sie anschließend die desensibilisierte Solarzelle mit ihrer bedruckten Fläche direkt vor dem gedruckten Illumina-Reflektor. Erhitzen Sie das Gerät auf der Heizplatte unter Druck, bis die Dichtung weich wird und haftet. Für den nächsten Schritt bereiten Sie die Elektrolytlösung mit der Gegenelektrode nach oben vor.Legen Sie das Gerät in einen kleinen Plastikbehälter, an dem ein Vakuumschlauch befestigt ist. Geben Sie einen Tropfen der Elektrolytlösung über das Loch der Gegenelektrode. Legen Sie als Nächstes ein Stück Glas darauf.Verschließen Sie den Behälter und vakuumieren Sie ihn einige Sekunden lang. Um Elektrolyt in den desensibilisierten Hohlraum der Solarzelle zu ziehen. Stellen Sie die Dichtungen mit Dichtungsmaterial her, das auf Aluminiumfolie laminiert und auf eine heiße Platte bei 120 Grad Celsius gelegt wurde.Dichtungsmaterial mit der Seite nach oben. Nachdem Sie die Rückseite der Gegenelektrode gereinigt haben, drücken Sie das Gerät etwa fünf Sekunden lang gründlich gegen das Dichtungsmaterial, um eine Abdichtung mit der hergestellten Dichtung zu erzeugen. Schieben Sie die Baugruppe dort in ein Handschuhfach.Einführung der Triplett-Triplett-Annihilations-Up-Umwandlungslösung in den hinteren Hohlraum. Sobald es voll ist, reinigen Sie die Oberfläche und versiegeln Sie sie mit Dichtungsmaterial mit Aluminiumrücken, das außerhalb des Handschuhfachs arbeitet. Der nächste Schritt besteht darin, die elektrischen Kontakte mit einem Schalllötkolben herzustellen.Lötmittel für die Verwendung mit Glas auf die freiliegende leitende Beschichtung der Arbeitsgegenelektroden auftragen. Tragen Sie dann normales Lötzinn auf, um Drähte an der Anode und Kathode zu befestigen. Hier wurden sowohl Anoden- als auch Kathodendrähte an das Gerät angeschlossen.Für eine zusätzliche Verkapselung tragen Sie UV-härtendes Epoxidharz auf die offenen Kanten des Geräts auf. Sobald das Epoxidharz ausgehärtet ist, befestigen Sie den Anoden- und Kathodendraht über einen Klemmenblock an einem offenen BNC-Kabel. Das Gerät ist nun bereit für das Messprotokoll.In diesem Schema ist der Versuchsaufbau für den Wirkungsgrad von Messgeräten dargestellt. Bei den Messungen kommen zwei Lichtquellen zum Einsatz. Einer davon ist ein 670 Nanometer großer Dauerstrich-Laserstrahl.Der Pumpstrahl, die zweite Quelle, ist ein inkohärenter, quasi monochromatischer Sondenstrahl, der von einer Xenonlampe erzeugt wird. Der Laserstrahl durchläuft einen Neutraldichtefilter und wird auf das Gerät reflektiert, das sich im Probenhalter befindet. Die Lampenleistung wird durch einen 405-Nanometer-Langpassfilter und ein Chopperrad geleitet, das mit 29 Hertz arbeitet.Es geht dann durch einen Monochromator und einen 4%-Strahlteiler. Ein Ausgang des Strahlteilers geht an eine Fotodiode, um die Leistungsänderung des Sondenstrahls aufzuzeichnen. Der andere wird auf das Gerät reflektiert: Montieren Sie das Gerät in den Probenhalter und stellen Sie die Strahlen für das Experiment ein.Diese Darstellung des Gerätes zeigt, wie die Lichtquellen verwendet werden. Richten Sie den Pumpstrahl so auf das Gerät, dass er in einem Winkel einfällt, in dem er nur die Aufwärtskonversionsschicht beleuchtet. Richten Sie den Prob-Strahl so aus, dass er durch die desensibilisierte Zellaktivschicht geht und sich mit der Pumpe in der Triplett-Triplett-Annihilations-Up-Umwandlungsschicht überschneidet.Nutzen Sie ein dynamisches Signalerfassungsgerät und einen Stromverstärker. Zur Messung des Kurzschlussstroms vom Gerät. Verwenden Sie den Ausgang des Foto-DDE, um die Stromdichtemessung der Solarzelle zu korrigieren.Nehmen Sie Messungen vor, indem Sie den Prob-Strahl in Schritten von fünf Nanometern über das sichtbare Spektrum abtasten. Schalten Sie nach den Messungen sowohl mit dem Pump- als auch mit dem Prob-Strahl die Pumpstrahlquelle aus und messen Sie die Stromdichte des integrierten Geräts. Wenn dies geschehen ist, konfigurieren Sie das Experiment neu, um den Stromausfall des Sondenstrahls auf dem Gerät zu finden.Entfernen Sie dazu das Gerät und platzieren Sie die Fotodiode in der Probenposition, um den von der Sonde erzeugten Strom zu messen. Bei den ersten Messungen wurde der Pumpstrahl so eingestellt, dass er in einem größeren Winkel als der Sondenstrahl an der Up-Konversionsschicht ankommt, um eine Laservorspannung der desensibilisierten Zelle zu vermeiden. Dieses Diagramm der Effizienzsteigerung des einfallenden Photons zur Stromeffizienz in Abhängigkeit von der Wellenlänge zeigt, dass die Verstärkung ohne signifikante Verzerrung stattfindet.Der Einschub gibt die normalisierte Verstärkung in der Rohwiedergabe an. Die Differenz im Strom spiegelt die Absorptionsspitze des Sensibilisators bei 675 Nanometern wider und geht sonst im Rauschen unter. Insgesamt sind die Daten im Vergleich zu einem Modell der Effizienz des einfallenden Photons im Verhältnis zum Strom günstig.Weitere Messungen wurden mit dem Pump- und dem Sondenstrahl durchgeführt, die beide durch die desensibilisierte Zelle gingen. In diesem Fall kommt es zu einer deutlichen Effizienzsteigerung im Einsatz. Die Wirkung des Sensibilisators ist bei 675 Nanometern nicht mehr zu sehen.Der gemeinsame Weg der Strahlen scheint die Leistung über das gesamte sichtbare Spektrum zu verbessern und deutet auf eine Laservorspannung hin, um den Effekt der Laservorspannung zu testen. Eine dritte Reihe von Messungen wurde mit einer integrierten Vorrichtung durchgeführt, bei der die Aufwärtsumwandlungskammer leer blieb, aber ansonsten analog zu der bei den ersten beiden Messungen verwendeten Kammer war. In diesem Fall wird der Biasing-Effekt als signifikanter angesehen, da das Laserlicht zum Gerät zurückreflektiert wird.Während Sie an diesen Verfahren teilnehmen, ist es wichtig, daran zu denken, kritisch mit den von Ihnen gesammelten Daten umzugehen. Vergessen Sie nicht, dass Benzol ein gefährlicher Stoff ist, also stellen Sie sicher, dass Sie alle geeigneten Vorsichtsmaßnahmen treffen, wenn Sie damit umgehen. Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie in der Lage sein, einen vollständig integrierten DSC mit Aufwärtskonvertierung zu konstruieren und zu charakterisieren.Diese Technik ermöglicht einen fairen Vergleich zwischen DSCs mit integrierten Aufwärtswandlern.

integrating-triplet-triplet-annihilation-up-conversion-system-to

Research

Forschung

JoVE Journal

Engineering

Ingenieurwesen

Es wurden Fortschritte bei der Verwendung von Spin-Echo-aufgelösten Weideinzidenzstreuung (SERGIS) als Neutronenstreuungstechnik zur Untersuchung der Längenskalen in unregelmäßigen Proben erzielt. Crystallite von [6,6]-Phenyl-C61-Buttersäuremethylester wurden mit der SERGIS-Technik untersucht und die Ergebnisse durch optische und atomare Kraftmikroskopie bestätigt.

Mit Neutron Spin Echo Gelöste Grazing Incidence Scattering zur Untersuchung organischer Solarzellenmaterialien

Es wird ein Verfahren zur Herstellung von organischen Photovoltaik-Tandembauelementen in einer parallelen Konfiguration unter Umgebungsbedingungen vorgestellt. Diese Geräte verfügen über eine luftverarbeitete, halbtransparente Kohlenstoffnanoröhren-Kathode.

Ambient Verfahren zur Herstellung eines ionisch Gated Carbon Nanotube Gemeinsame Kathode in Tandem Organische Solarzellen

Eine praktikable Transferdruck-basierte Methode zur Einführung plasmonischer Metallnanostrukturen in Solarzellen wird beschrieben.  Unter Verwendung von Nanosäulen-Poly(dimethylsiloxan)-Stempeln wurde ein Ag-basiertes geordnetes Nanodisk-Array in standardmäßige hydrierte mikrokristalline Si-Solarzellen integriert, was zu einer verbesserten Geräteleistung aufgrund des plasmonischen Lichteinfangs führte.

Integration of Light Trapping Silber-Nanostrukturen in Hydrogenated Microcrystalline Silicon Solar Cells durch Transferdruck

Diese Arbeit untersucht die Eignung des Tintenstrahldrucks für die Herstellung von farbstoffsensibilisierten Solarzellen. Eine bindemittelfreie TiO2-Nanopartikel-Tinte wurde formuliert und auf ein FTO-Glassubstrat gedruckt.  Die gedruckte Schicht wurde zu einer Zelle mit einer aktiven Fläche von 0,25 cm2 und einem Wirkungsgrad von 3,5 % verarbeitet.

Digitaldruck von Titandioxid für farbstoffsensibilisierte Solarzellen

Dieses Protokoll beschreibt die Synthese und die Lösungsabscheidung von anorganischen Nanokristalle Schicht für Schicht-Dünnfilm-Elektronik auf nichtleitenden Oberflächen zu erzeugen. Solvent-stabilisierten Tinten können folgende nach der Abscheidung Ligandenaustausch und Sintern komplette Photovoltaik-Anlagen auf Glassubstraten durch Spin und Spritzbeschichtung erzeugen.

Die Herstellung von Voll Lösung verarbeitet Anorganische Nanokristalline Photovoltaik-Anlagen

In diesem Protokoll eingesperrte Proteinkinase A (PKA), ein zelluläres Signal Transduction Bioeffector, war auf einem Nanoparticle Oberfläche immobilisiert, mikroinjiziert in das Zytosol und aktiviert, indem die hochkonvertiert UV-Licht von Nah-Infrarot (NIR) Bestrahlung, Induktion nachgeschalteten Stress Faser Zerfall in das Zytosol.

Ein integriertes System aus der Ferne intrazelluläre Signaltransduktion von Großbildschirmen Nanoparticle vermittelte Kinase Photoaktivierungen auslösen

Ein Protokoll für die Herstellung von einfach strukturierten organische Leuchtdioden (OLEDs) wird vorgestellt.

Herstellung und Charakterisierung des Vakuums hinterlegt organische Leuchtdioden

Hier präsentieren wir Ihnen eine Methode, die spektroskopische Charakterisierung organischer Moleküle mittels zeitaufgelöste Photolumineszenz-Spektroskopie auf die Nanosekunden-Millisekunde Zeitskala in sauerstofffreien Bedingungen. Methoden, um effizient Sauerstoff aus den Proben zu entfernen und so zu begrenzen, Lumineszenz abschrecken werden ebenfalls beschrieben.

Zeitaufgelöste photophysikalischen Charakterisierung der Triplett-Ernte organische Verbindungen in einer sauerstofffreien Umgebung verwenden eine iCCD Kamera

Diese Arbeit beschreibt den kompletten Herstellungsprozess von dünnabsorbierten Cadmiumselselentellurid/Cadmiumtellurid-Photovoltaikgeräten für eine höhere Effizienz. Das Verfahren nutzt ein automatisiertes Inline-Vakuumsystem zur Nahraumsublimationsablagerung, das skalierbar ist, von der Fertigung von kleinräumigen Forschungsgeräten bis hin zu großflächigen Modulen.

Nahraumsublimations-Deposited Ultra-Thin CdSeTe/CdTe Solar cells für verbesserte Kurzschlussstromdichte und Photolumineszenz

Dieses Protokoll beschreibt die Synthese von Aufwärtskonversions-Nanokapseln für die anschließende Verwendung in photopolymerisierbaren Harzen für den volumetrischen 3D-Druck der Triplettfusion.

Triplett-Fusions-Hochkonversions-Nanokapsel-Synthese

Erfahren Sie die Integration eines Triplett-Triplett-Annihilation-Up-Conversion-Systems in Farbstoffsolarzellen. Diese Methode verbessert die Lichtnutzung im Sub-Bandgap-Bereich und erreicht einen Rekord-Figure-of-Merit bei moderater Bestrahlung.

Integration einer Triplett-Triplett-Annihilation Up-Conversion-System, um Farbstoffsolarzellantwort auf Sub-Bandgap-Licht Enhance (Video) | JoVE Journal

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

Weitere Videos entdecken