La integración de un Sistema de Up-conversión trío-triplete Aniquilación para Mejorar sensibilizado-Dye respuesta de células solares a la luz Sub-gap

El objetivo general de este procedimiento es producir y caracterizar células solares insensibilizadas funcionales de conversión ascendente. Esto se logra creando primero una célula solar con un conjunto de doble cámara. El segundo paso es llenar las cámaras con electrolito y la solución de conversión ascendente respectivamente.

A continuación, realice mediciones del fotón incidente del dispositivo con la eficiencia de la corriente utilizando una fuente de luz de bomba. El paso final es modelar los resultados y utilizar los datos para confirmar que el efecto de conversión ascendente es real. En última instancia, el experimento permite la comparación con otros dispositivos de conversión ascendente utilizando una cifra de mérito.

La principal ventaja de esta técnica sobre los métodos existentes, como nuestros dispositivos informados anteriormente, es que ofrece un dispositivo totalmente integrado. Este método demuestra que el convertidor de líquido puede integrarse en un dispositivo fotovoltaico estándar. A través del aspecto de la ización de este método, se puede proporcionar información sobre el efecto de conversión basado en la rueda frente al artefacto.

Esto también se puede aplicar a otros sistemas, particularmente en la conversión ascendente y las tomas de fotos mejoradas. Desarrollamos una técnica de haz de bomba inclinado. Cuando se da cuenta de que nuestro sistema modelo no coincidía con nuestros datos, el primer paso es preparar un electrodo de trabajo utilizando una lámina completa de vidrio recubierto de óxido de estaño dopado y flúor limpio.

La lámina debe medir 110 milímetros cuadrados y 2,3 milímetros de grosor para depositar una densa capa de óxido de titanio sobre la lámina. Coloque la hoja seca en una placa caliente con el lado conductor hacia arriba. Caliente el vaso a 450 grados centígrados mientras el vaso se calienta y está listo.

Una solución de uno a nueve de tinte de titanio, óxido de prop isop, bis, acetato de acetilo y etanol en un recipiente de pulverización. Una vez que el vidrio esté a 450 grados centígrados, rocíe la solución sobre él desde una distancia de unos 100 milímetros con cinco rociados sobre su superficie. Repita esto cada 10 segundos durante un total de 12 rondas.

Mantenga el vaso a 450 grados centígrados durante otros cinco minutos. Luego deje que se enfríe lentamente a temperatura ambiente en la placa caliente. Una vez enfriado, coloque el sitio conductor de vidrio sobre la mesa de la impresora de serigrafía y use pasta de dióxido de titanio para imprimir una capa del patrón que se muestra.

Después de centrar, corte la placa maestra en electrodos individuales. Los electrodos deben tener suficiente espacio alrededor de la película impresa. Para la edición posterior de una junta, prepare una solución de tetracloruro de titanio de 20 milimolares.

Sumerge los electrodos y colócalos en un horno precalentado a 70 grados centígrados. Después de recuperar y lavar a fondo los electrodos, céntrelos a 500 grados centígrados durante 30 minutos. Luego deje que se enfríen lentamente.

Prepare una solución de colorante de 0,5 milimolares en este caso, D 1 49 en una mezcla uno a uno de nitrilo y tur butanol. Cuando los electrodos se hayan enfriado por debajo de los 110 grados centígrados, sumérjalos en la solución de tinte y déjelos toda la noche. Después de al menos ocho horas, retire los electrodos del tinte y enjuáguelos bien con nitrilo acetil.

Antes de secar con aire comprimido, prepare los contraelectrodos con otra lámina de vidrio recubierto de óxido de estaño dopado con flúor de 2,3 milímetros de grosor. Cortar en trozos de 18,3 milímetros por 27,5 milímetros para crear un puerto de relleno en cada uno. Use una fresa dental con punta de diamante en un pequeño taladro de banco antes de perforar, sumerja cada contraelectrodo en agua.

A continuación, perfora parcialmente un pequeño agujero en la esquina. Dale la vuelta a la pieza para completar el agujero. Después de limpiar y secar el contraelectrodo, colóquelo sobre una baldosa con el lado conductor hacia arriba.

Aplique una gota de solución de ácido láctico y extiéndala con el extremo de una pipeta. Coloque la baldosa en una placa caliente precalentada a 400 grados centígrados durante 15 minutos. Ahora pasa a hacer que el reflector use vidrio no conductor de dos milímetros de grosor.

Cortado en trozos de 18,3 milímetros por 27,5 milímetros con dos agujeros perforados en las esquinas adyacentes a lo largo de un borde largo de la pieza. Después de limpiar y secar el vidrio, use una cinta adhesiva de bajo residuo para fijarlo al banco por tres lados. Con un vaso en su lugar, aplique una gota de pasta de óxido de aluminio.

A continuación, dibuja la pasta con una varilla de vidrio. Una vez que la película esté seca, retire la cinta y centre a 500 grados centígrados durante 30 minutos. Comience el ensamblaje de los dispositivos preparando dos lotes de juntas adhesivas termofusibles.

Un lote es para las células solares desensibilizadas y tiene un grosor de 25 micrómetros. El otro lote es para la cámara de conversión ascendente y tiene un grosor de 120 micrómetros. Después de colocar la junta de la célula solar en la esquina del contraelectrodo, el puerto de llenado debe permanecer accesible.

A continuación, coloque el electrodo de trabajo sobre este con el área impresa completamente dentro de la junta. Asegúrese de obtener un buen sello. Mueva el ensamblaje a una placa calefactora que esté a 120 grados centígrados.

Aplique presión hasta que la junta se ablande y se derrita. Una vez que eso suceda, retire el ensamblaje de la placa calefactora y deje que se enfríe cuando. Fresco. Coloque la segunda junta en el reflector y asegúrese de que los puertos de llenado no estén cubiertos.

A continuación, coloque la célula solar desensibilizada en la parte superior con su área impresa directamente frente al reflector Illumina impreso. Caliente el dispositivo en la placa calefactora mientras aplica presión hasta que la junta se ablande y se adhiera. Para el siguiente paso, prepare la solución de electrolito con el contraelectrodo hacia arriba.

Coloque el dispositivo en un pequeño recipiente de plástico con un tubo de vacío conectado. Coloque una gota de la solución electrolítica sobre el orificio del contraelectrodo. A continuación, coloca un trozo de vidrio encima.

Selle el recipiente y aplique una aspiradora durante unos segundos. Para introducir el electrolito en la cavidad de la célula solar desensibilizada. Produzca los sellos con material de junta que haya sido laminado sobre papel de aluminio, colocado en una placa caliente a 120 grados Celsius.

Lado del material de la junta hacia arriba. Después de limpiar la parte posterior del contraelectrodo, presione completamente el dispositivo contra el material de la junta durante unos cinco segundos para crear un sello con el sello hecho. Mueva el ensamblaje a una guantera allí.

Se introdujo la solución de conversión de aniquilación de tripletes tripletes en la cavidad posterior. Una vez que esté lleno, limpie la superficie y selle con material de junta con respaldo de aluminio que trabaje fuera de la guantera. El siguiente paso es crear los contactos eléctricos con un soldador sónico.

Aplique soldadura apropiada para su uso con vidrio al recubrimiento conductor expuesto de los contraelectrodos de trabajo. Luego aplique soldadura normal para conectar los cables al ánodo y al cátodo. Aquí, tanto los cables del ánodo como del cátodo se han conectado al dispositivo.

Para una encapsulación adicional, aplique epoxi curable por UV en los bordes abiertos del dispositivo. Una vez que se haya curado el epoxi, conecte el ánodo y el cable del cátodo a un cable BNC de extremo abierto a través de un bloque de terminales. El dispositivo ya está listo para el protocolo de medición.

La configuración experimental para medir la eficiencia del dispositivo se muestra en este esquema. Las mediciones involucran dos fuentes de luz. Uno es un rayo láser de onda continua de 670 nanómetros.

El haz de la bomba, la segunda fuente, es un haz de sonda cuasi monocromático incoherente generado por una lámpara de xenón. El rayo láser pasa a través de un filtro de densidad neutra y se refleja en el dispositivo que se encuentra en el portamuestras. La salida de la lámpara pasa a través de un filtro de paso largo de 405 nanómetros y una rueda picadora que funciona a 29 hercios.

A continuación, pasa por un monocromador y un divisor de haz del 4%. Una salida del divisor de haz va a un fotodiodo para registrar la variación de potencia del haz de la sonda. El otro se refleja en el dispositivo, monta el dispositivo en el portamuestras y ajusta los haces para el experimento.

Esta representación del dispositivo mostrará cómo se utilizan las fuentes de luz. Ilumine el haz de la bomba sobre el dispositivo para que incida en un ángulo en el que solo ilumine la capa de conversión ascendente. Alinee el haz de sondeo para que atraviese la capa activa de la célula desensibilizada y se cruce con la bomba en la capa de conversión de aniquilación de tripletes tripletes.

Utilice un dispositivo de adquisición de señal dinámica y un amplificador de corriente. Para medir la corriente de cortocircuito del dispositivo. Utilice la salida de la foto DDE para corregir la medición de la densidad de corriente de la célula solar.

Tome medidas escaneando el haz de sondeo a través del espectro visible en incrementos de cinco nanómetros. Después de realizar mediciones utilizando tanto la bomba como los haces de sondeo, apague la fuente del haz de la bomba y mida la densidad de corriente del dispositivo integrado. Una vez hecho esto, vuelva a configurar el experimento para encontrar la potencia del haz de la sonda incidente en el dispositivo.

Para ello, retire el dispositivo y coloque el fotodiodo en la posición de muestra para medir la corriente generada por la sonda. Las primeras mediciones se realizaron con el haz de la bomba ajustado para llegar a la capa de conversión ascendente en un ángulo mayor que el haz de la sonda para evitar la polarización láser de la célula desensibilizada. Este gráfico de la mejora de la eficiencia del fotón incidente con la corriente en función de la longitud de onda demuestra que la mejora tiene lugar sin polarizaciones significativas.

El recuadro proporciona la ganancia normalizada en respuesta bruta. La diferencia en la corriente refleja el pico de absorción del sensibilizador a 675 nanómetros y, de lo contrario, se pierde en el ruido. En general, los datos se comparan favorablemente con un modelo del fotón incidente con la eficiencia actual.

Otras mediciones se realizaron con los haces de la bomba y de la sonda, ambos atravesando la celda desensibilizada. En este caso, hay una mejora significativa de la eficiencia en el inserto. El efecto del sensibilizador ya no se ve a los 675 nanómetros.

La trayectoria común de los haces parece mejorar el rendimiento en todo el espectro visible y sugiere la polarización láser para probar el efecto de la polarización láser. Un tercer conjunto de mediciones se realizó utilizando un dispositivo integrado con la cámara de conversión ascendente vacía, pero por lo demás análoga a la utilizada en las dos primeras mediciones. En este caso, se considera que el efecto de polarización es más significativo debido a que la luz láser se refleja de vuelta al dispositivo.

Mientras asiste a estos procedimientos, es importante recordar ser crítico con los datos que recopila. No olvide que el benceno es una sustancia peligrosa, así que asegúrese de tomar todas las precauciones adecuadas al manipularlo. Después de ver este vídeo, debería ser capaz de construir y caracterizar un DSC asistido por conversión ascendente totalmente integrado.

Esta técnica permite una comparación justa entre DSC con convertidores ascendentes integrados.