L'intégration d'un système Annihilation Up-conversion triplet triplet visant à accroître à colorant cellule solaire réponse au sous-bande interdite Lumière

L’objectif global de cette procédure est de produire et de caractériser des cellules solaires désensibilisées fonctionnelles à conversion ascendante. Ceci est accompli en créant d’abord une cellule solaire avec un assemblage à double chambre. La deuxième étape consiste à remplir les chambres avec de l’électrolyte et la solution de conversion ascendante, respectivement.

Ensuite, effectuez des mesures du photon incident de l’appareil par rapport à l’efficacité du courant à l’aide d’une source lumineuse de pompe. La dernière étape consiste à modéliser les résultats et à utiliser des données pour confirmer que l’effet de conversion ascendante est réel. En fin de compte, l’expérience permet de comparer avec d’autres dispositifs de conversion ascendante à l’aide d’un chiffre de mérite.

Le principal avantage de cette technique par rapport aux méthodes existantes, telles que les appareils que nous avons précédemment signalés, est qu’elle offre un appareil entièrement intégré. Cette méthode démontre qu’un convertisseur de liquid up peut être intégré dans un dispositif photovoltaïque standard. Grâce à l’aspect de l’isation de cette méthode, on peut fournir des informations sur l’effet de conversion basé sur la roue par rapport à l’artefact.

Cela peut également être appliqué à d’autres systèmes, en particulier à la conversion ascendante et aux prises de photos améliorées. Nous avons développé une technique de faisceau de pompe inclinée. Lorsque vous vous rendez compte que notre système de modèle ne correspondait pas à nos données, la première étape consiste à préparer une électrode fonctionnelle à l’aide d’une feuille entière de fluor propre, recouvert d’oxyde d’étain dopé.

La feuille doit mesurer 110 millimètres carrés et 2,3 millimètres d’épaisseur pour déposer une couche dense d’oxyde de titane sur la feuille. Placez la feuille sèche sur une plaque chauffante avec son côté conducteur vers le haut. Chauffez le verre à 450 degrés Celsius pendant qu’il chauffe prêt.

Une à neuf solutions de colorant de titane, d’oxyde isop prop, de bis, d’acétate d’acétyle et d’éthanol dans un récipient pulvérisateur. Une fois que le verre est à 450 degrés Celsius, vaporisez la solution dessus à une distance d’environ 100 millimètres avec cinq pulvérisations sur sa surface. Répétez cette opération toutes les 10 secondes pour un total de 12 tours.

Maintenez le verre à 450 degrés Celsius pendant encore cinq minutes. Ensuite, laissez-le refroidir lentement à température ambiante sur la plaque chauffante. Une fois refroidi, placez le site conducteur de verre sur la table de la sérigraphie et utilisez de la pâte de dioxyde de titane pour imprimer une couche du motif illustré.

Après le centrage, coupez la plaque maîtresse en électrodes individuelles. Les électrodes doivent avoir suffisamment d’espace autour du film imprimé. Pour l’édition ultérieure d’un joint, préparez une solution de tétrachlorure de titane de 20 millimolaires.

Plongez les électrodes et placez-les dans un four préchauffé à 70 degrés Celsius. Après avoir récupéré et soigneusement lavé les électrodes, centrez-les à 500 degrés Celsius pendant 30 minutes. Ensuite, laissez-les refroidir lentement.

Préparez une solution de colorant de 0,5 millimolaire dans ce cas, D 1 49 dans un mélange de nitrile et de tur butanol. Lorsque les électrodes ont refroidi en dessous de 110 degrés Celsius, plongez-les dans la solution de colorant et laissez-les reposer toute la nuit. Après au moins huit heures, retirez les électrodes du colorant et rincez-les abondamment à l’acétyl nitrile.

Avant le séchage à l’air comprimé, préparez les contre-électrodes à l’aide d’une autre feuille de verre revêtu d’oxyde d’étain dopé au fluor de 2,3 millimètres d’épaisseur. Coupez-le en morceaux de 18,3 millimètres sur 27,5 millimètres pour créer un orifice de remplissage dans chacun. Utilisez une fraise dentaire à pointe diamantée dans une petite perceuse d’établi avant de percer, plongez chaque contre-électrode dans l’eau.

Ensuite, percez partiellement un petit trou dans le coin. Retournez le morceau pour compléter le trou. Après avoir nettoyé et séché la contre-électrode, placez-la sur une tuile avec le côté conducteur vers le haut.

Appliquez une goutte de solution d’acide platique et étalez avec l’extrémité d’une pipette. Placez le carreau sur une plaque chauffante préchauffée à 400 degrés Celsius pendant 15 minutes. Passons maintenant à l’utilisation par le réflecteur d’un verre non conducteur de deux millimètres d’épaisseur.

Coupez en morceaux de 18,3 millimètres sur 27,5 millimètres avec deux trous percés dans des coins adjacents le long d’un bord long de la pièce. Après avoir nettoyé et séché le verre, utilisez un ruban adhésif à faible résidu pour le fixer sur le banc sur trois côtés. Avec un verre en place, appliquez une goutte de pâte d’oxyde d’aluminium.

Ensuite, tirez la pâte vers le bas avec une tige de verre. Une fois le film sec, retirez le ruban et centrez-le à 500 degrés Celsius pendant 30 minutes. Commencez l’assemblage des appareils en préparant deux lots de joints adhésifs thermofusibles.

Un lot est destiné aux cellules solaires désensibilisées et a une épaisseur de 25 micromètres. L’autre lot est destiné à la chambre de conversion ascendante et a une épaisseur de 120 micromètres. Après avoir placé le joint de la cellule solaire sur le coin de la contre-électrode, l’orifice de remplissage doit rester accessible.

Placez ensuite l’électrode de travail par-dessus avec la zone imprimée entièrement à l’intérieur du joint. Assurez-vous d’obtenir une bonne étanchéité. Déplacez l’ensemble sur une plaque chauffante à 120 degrés Celsius.

Appliquez une pression jusqu’à ce que le joint se ramollisse et fonde. Une fois que cela se produit, retirez l’ensemble de la plaque chauffante et laissez-le refroidir quand. Refroidir. Placez le deuxième joint sur le réflecteur et assurez-vous que les orifices de remplissage ne sont pas couverts.

Ensuite, placez la cellule solaire désensibilisée sur le dessus avec sa zone imprimée directement devant le réflecteur Illumina imprimé. Chauffez l’appareil sur la plaque chauffante tout en appliquant une pression jusqu’à ce que le joint se ramollisse et adhère. Pour l’étape suivante, préparez la solution d’électrolyte avec la contre-électrode vers le haut.

Placez l’appareil dans un petit récipient en plastique avec un tube à vide attaché. Mettez une goutte de la solution d’électrolyte sur le trou de la contre-électrode. Ensuite, placez un morceau de verre sur le dessus.

Fermez le récipient et appliquez un aspirateur pendant quelques secondes. Pour aspirer l’électrolyte dans la cavité de la cellule solaire désensibilisée. Produisez les joints avec un matériau d’étanchéité qui a été laminé sur du papier d’aluminium, placé sur une plaque chauffante à 120 degrés Celsius.

Matériau du joint vers le haut. Après avoir nettoyé l’arrière de la contre-électrode, appuyez soigneusement l’appareil contre le matériau du joint pendant environ cinq secondes pour créer un joint avec le joint fabriqué. Déplacez l’ensemble dans une boîte à gants.

Introduction de la solution de conversion d’annihilation de triplet triplet dans la cavité arrière. Une fois qu’il est plein, nettoyez la surface et scellez-le avec un matériau de joint en aluminium travaillant à l’extérieur de la boîte à gants. L’étape suivante consiste à créer les contacts électriques avec un fer à souder sonique.

Appliquez la soudure appropriée pour une utilisation avec du verre sur le revêtement conducteur exposé des contre-électrodes de travail. Appliquez ensuite de la soudure normale pour fixer les fils à l’anode et à la cathode. Ici, les fils d’anode et de cathode ont été fixés à l’appareil.

Pour une encapsulation supplémentaire, appliquez de l’époxy durcissable aux UV sur les bords ouverts de l’appareil. Une fois l’époxy durci, fixez le fil d’anode et de cathode à un câble BNC ouvert à travers un bornier. L’appareil est maintenant prêt pour le protocole de mesure.

Le schéma illustre le dispositif expérimental de mesure de l’efficacité de l’appareil. Les mesures impliquent deux sources lumineuses. L’un est un faisceau laser à ondes continues de 670 nanomètres.

Le faisceau de pompe, la deuxième source est un faisceau de sonde quasi monochromatique incohérent généré par une lampe au xénon. Le faisceau laser passe à travers un filtre à densité neutre et est réfléchi sur le dispositif maintenu dans le porte-échantillon. La sortie de la lampe est passée à travers un filtre passe-long de 405 nanomètres et une roue hachoir fonctionnant à 29 hertz.

Il passe ensuite par un monochromateur et un séparateur de faisceau à 4 %. Une sortie du séparateur de faisceau est transmise à une photodiode pour enregistrer la variation de puissance du faisceau de la sonde. L’autre est réfléchi sur l’appareil, montez l’appareil dans le porte-échantillon et ajustez les faisceaux pour l’expérience.

Cette représentation de l’appareil montrera comment les sources lumineuses sont utilisées. Dirigez le faisceau de la pompe sur l’appareil de manière à ce qu’il soit incident à un angle auquel il n’éclaire que la couche de conversion ascendante. Alignez le faisceau de sondage pour qu’il traverse la couche active de cellule désensibilisée et coupe la pompe dans la couche de conversion d’annihilation de triplet triplet.

Utilisez un dispositif d’acquisition de signal dynamique et un amplificateur de courant. Pour mesurer le courant de court-circuit de l’appareil. Utilisez la sortie de la photo DDE pour corriger la mesure de la densité de courant de la cellule solaire.

Prenez des mesures en balayant le faisceau prob sur le spectre visible par incréments de cinq nanomètres. Après avoir effectué des mesures à l’aide de la pompe et des faisceaux de sonde, éteignez la source du faisceau de la pompe et mesurez la densité de courant du dispositif intégré. Lorsque cela a été fait, reconfigurez l’expérience pour trouver la puissance du faisceau de la sonde incidente sur l’appareil.

Pour ce faire, retirez l’appareil et placez la photodiode en position d’échantillon pour mesurer le courant généré par la sonde. Les premières mesures ont été effectuées avec le faisceau de la pompe ajusté pour arriver à la couche de conversion ascendante à un angle plus grand que le faisceau de la sonde afin d’éviter la polarisation laser de la cellule désensibilisée. Ce graphique de l’amélioration de l’efficacité du photon incident par rapport au courant en fonction de la longueur d’onde démontre que l’amélioration a lieu sans biais significatif.

L’encart donne le gain normalisé en réponse brute. La différence de courant reflète le pic d’absorption du sensibilisant à 675 nanomètres et est autrement perdue dans le bruit. Dans l’ensemble, les données se comparent favorablement à un modèle de l’efficacité actuelle du photon incident.

D’autres mesures ont été effectuées avec les faisceaux de la pompe et de la sonde, tous deux passant à travers la cellule désensibilisée. Dans ce cas, il y a une amélioration significative de l’efficacité dans l’encart. L’effet du sensibilisant n’est plus observé à 675 nanomètres.

Le trajet commun des faisceaux semble améliorer les performances sur l’ensemble du spectre visible et suggère une polarisation laser pour tester l’effet de la polarisation laser. Une troisième série de mesures a été effectuée à l’aide d’un dispositif intégré, la chambre de conversion ascendante étant laissée vide, mais analogue à celle utilisée dans les deux premières mesures. Dans ce cas, l’effet de polarisation est considéré comme plus important en raison de la réflexion de la lumière laser sur l’appareil.

Lors de ces procédures, il est important de ne pas oublier d’être critique à l’égard des données que vous collectez. N’oubliez pas que le benzène est une substance dangereuse, alors assurez-vous de prendre toutes les précautions appropriées lors de sa manipulation. Après avoir regardé cette vidéo, vous devriez être en mesure de construire et de caractériser un ASN assisté par conversion ascendante entièrement intégré.

Cette technique permet une comparaison équitable entre les DSC avec convertisseurs ascendants intégrés.