삼중 항 - 삼중 종말 최대 변환 시스템을 통합하면 하위 밴드 갭 빛에 염료 감응 형 태양 전지의 응답을 향상시키기 위해

이 절차의 전반적인 목표는 기능적 상향 변환, 감작 된 태양 전지를 생산하고 특성화하는 것입니다. 이것은 먼저 이중 챔버 어셈블리가 있는 태양 전지를 생성함으로써 수행됩니다. 두 번째 단계는 챔버를 각각 전해질과 상향 변환 용액으로 채우는 것입니다.

다음으로, 펌프 광원을 사용하여 장치 입사 광자에 대한 전류 효율을 측정합니다. 마지막 단계는 결과를 모델링하고 데이터를 사용하여 상향 전환 효과가 실제인지 확인하는 것입니다. 궁극적으로 이 실험은 성능 지수를 사용하여 다른 상향 변환 장치와 비교할 수 있습니다.

이전에 보고된 장치와 같은 기존 방법에 비해 이 기술의 주요 장점은 완전히 통합된 장치를 제공한다는 것입니다. 이 방법은 액체 업 컨버터가 표준 태양광 장치에 통합될 수 있음을 보여줍니다. 이 방법의 ization 측면을 통해 상향 변환 효과를 기반으로 한 휠 대 아티팩트에 대한 통찰력을 제공할 수 있습니다.

이는 다른 시스템, 특히 상향 변환 및 향상된 사진 촬영에 적용할 수 있습니다. 우리는 경사 펌프 빔 기술을 개발했습니다. 모델 시스템이 데이터와 일치하지 않는다는 것을 알게 되면 첫 번째 단계는 깨끗한 불소, 도핑된 산화주석 코팅 유리 전체 시트를 사용하여 작동 전극을 준비하는 것입니다.

시트는 110mm 정사각형과 2.3mm 두께를 측정하여 시트에 조밀한 산화티타늄 층을 증착해야 합니다. 전도성이 있는 면이 위로 향하게 하여 열판에 건조 시트를 놓습니다. 유리가 가열될 준비가 되면 유리를 섭씨 450도까지 가열합니다.

스프레이 용기에 티타늄 염료, isop prop oxide, bis, 아세틸 아세테이트 및 에탄올의 1-9 가지 용액. 유리가 섭씨 450도에 도달하면 약 100mm 거리에서 용액을 표면에 5회 분사합니다. 10초마다 이 작업을 총 12라운드 동안 반복합니다.

유리를 섭씨 450도에서 5분 더 유지합니다. 그런 다음 핫 플레이트에서 실온으로 천천히 식히십시오. 냉각되면 유리 전도성 부위를 스크린 프린터 테이블 위에 놓고 이산화티타늄 페이스트를 사용하여 표시된 패턴의 한 층을 인쇄합니다.

센터링 후 마스터 플레이트를 개별 전극으로 자릅니다. 전극은 인쇄된 필름 주위에 충분한 공간이 있어야 합니다. 개스킷의 최신 버전을 위해 20 밀리 몰 티타늄 테트라 클로라이드 용액을 준비하십시오.

전극을 담그고 섭씨 70도로 예열된 오븐에 넣습니다. 전극을 복구하고 철저히 세척한 후 30분 동안 섭씨 500도의 중앙에 놓습니다. 그런 다음 천천히 식히십시오.

이 경우 0.5 밀리몰 염료 용액을 준비하고, 니트릴과 투르 부탄올의 일대일 혼합물에 D1 49를 준비합니다. 전극이 섭씨 110도 이하로 냉각되면 염료 용액에 담그고 밤새 그대로 두십시오. 최소 8시간 후에 염료에서 전극을 제거하고 아세틸 니트릴로 철저히 헹굽니다.

압축 공기로 건조하기 전에 2.3mm 두께의 불소 도핑된 산화주석 코팅 유리를 사용하여 카운터 전극을 준비합니다. 18.3mm x 27.5mm 조각으로 잘라 각각에 충전 포트를 만듭니다. 드릴링하기 전에 작은 벤치 드릴에 다이아몬드 팁 치과 버를 사용하고 각 카운터 전극을 물에 담그십시오.

그런 다음 모서리에 작은 구멍을 부분적으로 뚫습니다. 조각을 뒤집어 구멍을 완성하십시오. 카운터 전극을 세척하고 건조시킨 후 전도면이 위로 향하게 하여 타일 위에 놓습니다.

플라트산 용액 한 방울을 바르고 피펫 끝으로 펴 바릅니다. 예열된 섭씨 400도 핫플레이트에 타일을 15분 동안 놓습니다. 이제 반사경이 2mm 두께의 비전도성 유리를 사용하도록 설정합니다.

18.3mm x 27.5mm 크기로 자르고 조각의 긴 가장자리를 따라 인접한 모서리에 두 개의 구멍을 뚫습니다. 유리를 청소하고 건조시킨 후 잔류량이 적은 테이프를 사용하여 3면의 벤치에 부착합니다. 유리잔을 제자리에 놓고 산화알루미늄 페이스트 한 방울을 바릅니다.

그런 다음 유리 막대로 페이스트를 아래로 그립니다. 필름이 마르면 테이프를 제거하고 섭씨 500도에서 30분 동안 중앙에 놓습니다. 핫멜트 접착 개스킷 두 배치를 준비하여 장치 조립을 시작합니다.

한 배치는 둔감해진 태양 전지용이며 두께는 25마이크로미터입니다. 다른 배치는 상향 변환 챔버용이며 두께가 120마이크로미터입니다. 카운터 전극의 모서리에 태양 전지 개스킷을 놓은 후 충전 포트는 접근 가능한 상태로 유지되어야 합니다.

다음으로 인쇄 영역이 개스킷 내부에 완전히 들어가도록 작업 전극을 이 위에 놓습니다. 좋은 인장을 얻으십시오. 어셈블리를 섭씨 120도의 핫 플레이트로 이동합니다.

개스킷이 부드러워지고 녹을 때까지 압력을 가하십시오. 그런 일이 발생하면 핫 플레이트에서 어셈블리를 제거하고 냉각시키십시오. 시원하다. 두 번째 개스킷을 반사경에 놓고 충전 포트가 덮여 있지 않은지 확인합니다.

다음으로, 둔감해진 태양 전지를 인쇄된 Illumina 반사판 바로 앞에 인쇄된 영역과 함께 맨 위에 놓습니다. 개스킷이 부드러워지고 접착될 때까지 압력을 가하면서 열판에서 장치를 가열합니다. 다음 단계에서는 카운터 전극이 위를 향하도록 전해질 용액을 준비합니다.

진공관이 부착된 작은 플라스틱 용기에 장치를 넣습니다. 카운터 전극의 구멍 위에 전해질 용액 한 방울을 떨어뜨립니다. 다음으로 그 위에 유리 조각을 놓습니다.

용기를 밀봉하고 몇 초 동안 진공 청소기를 적용합니다. 둔감해진 태양 전지 공동으로 전해질을 끌어들입니다. 알루미늄 호일에 적층된 개스킷 재료로 씰을 생산하고 섭씨 120도의 핫 플레이트에 놓습니다.

개스킷 재료가 위로 향하게 합니다. 카운터 전극의 뒷면을 청소한 후 약 5초 동안 개스킷 재료에 대해 장치를 철저히 눌러 씰이 만들어진 씰을 만듭니다. 어셈블리를 글로브 박스로 옮깁니다.

트리플릿 트리플릿 소멸 업 변환 솔루션을 백 캐비티에 도입했습니다. 가득 차면 표면을 청소하고 글로브 박스 외부에서 작동하는 알루미늄 백업 개스킷 재료로 밀봉합니다. 다음 단계는 소닉 납땜 인두로 전기 접점을 만드는 것입니다.

작동 상대 전극의 노출된 전도성 코팅에 유리와 함께 사용하기에 적합한 땜납을 바르십시오. 그런 다음 일반 땜납을 적용하여 양극과 음극에 전선을 연결합니다. 여기에서 양극선과 음극선이 모두 장치에 부착되었습니다.

추가 캡슐화를 위해 UV 경화 에폭시를 장치의 열린 가장자리에 도포합니다. 에폭시가 경화되면 단자대를 통해 양극과 음극선을 개방형 BNC 케이블에 연결합니다. 이제 장치가 측정 프로토콜을 사용할 준비가 되었습니다.

장치 효율을 측정하기 위한 실험 설정이 이 회로도에 설명되어 있습니다. 측정에는 두 개의 광원이 포함됩니다. 하나는 670나노미터 연속파 레이저 빔입니다.

펌프 빔, 두 번째 소스는 크세논 램프에 의해 생성된 일관되지 않은 준 단색 프로브 빔입니다. 레이저 빔은 중성 밀도 필터를 통과하여 샘플 홀더에 있는 장치에 반사됩니다. 램프 출력은 405나노미터의 장역 통과 필터와 29Hz에서 작동하는 초퍼 휠을 통과합니다.

그런 다음 모노크로메이터와 4% 빔 스플리터를 통과합니다. 빔 스플리터의 한 출력은 프로브 빔의 전력 변화를 기록하기 위해 포토 다이오드로 이동합니다. 다른 하나는 장치에 반사되어 샘플 홀더에 장치를 장착하고 실험을 위해 빔을 조정합니다.

이 장치 표현은 광원이 어떻게 사용되는지 보여줍니다. 펌프 빔을 장치에 비추어 상향 변환 레이어만 비추는 각도로 입사하도록 합니다. 프로브 빔을 정렬하여 탈감작된 세포 활성층을 통과하고 삼중항 소멸 상향 변환 층의 펌프와 교차합니다.

다이나믹 신호 수집 장치와 전류 증폭기를 사용하십시오. 장치의 단락 전류를 측정합니다. 사진 DDE의 출력을 사용하여 태양 전지 전류 밀도 측정을 수정합니다.

가시 스펙트럼을 가로질러 5나노미터 단위로 prob 빔을 스캔하여 측정합니다. 펌프 빔과 프로브 빔을 모두 사용하여 측정한 후 펌프 빔 소스를 끄고 통합 장치 전류 밀도를 측정합니다. 이 작업이 완료되면 실험을 재구성하여 장치에서 입사하는 프로브 빔 전력을 찾습니다.

장치를 제거하고 포토 다이오드를 샘플 위치에 배치하여 프로브에서 생성된 전류를 측정하여 이를 수행합니다. 첫 번째 측정은 둔감해진 셀의 레이저 바이어스를 피하기 위해 프로브 빔보다 더 큰 각도로 상향 변환 층에 도달하도록 조정된 펌프 빔으로 수행되었습니다. 파장의 함수로서 전류 효율 향상에 대한 입사 광자의 이 플롯은 향상이 상당한 바이어스 없이 발생한다는 것을 보여줍니다.

삽입은 원시 응답에서 정규화된 이득을 제공합니다. 전류의 차이는 675나노미터에서 감광기의 흡수 피크를 반영하며, 그렇지 않으면 잡음에 의해 손실됩니다. 전반적으로, 데이터는 현재 효율성에 대한 입사 광자 모델과 유리하게 비교됩니다.

다른 측정은 펌프와 프로브 빔으로 이루어졌으며, 둘 다 둔감해진 셀을 통과했습니다. 이 경우 삽입에서 상당한 효율성 향상이 있습니다. 감광제의 효과는 675나노미터에서 더 이상 보이지 않습니다.

빔의 공통 경로는 전체 가시 스펙트럼에 걸쳐 성능을 향상시키는 것으로 보이며 레이저 바이어스의 효과를 테스트하기 위해 레이저 바이어싱을 제안합니다. 세 번째 측정 세트는 상향 변환 챔버가 비어 있는 통합 장치를 사용하여 이루어졌지만 그 외에는 처음 두 측정에 사용된 것과 유사합니다. 이 경우, 바이어스 효과는 레이저 광이 장치로 다시 반사되기 때문에 더 중요한 것으로 보입니다.

이러한 절차를 수행하는 동안 수집하는 데이터에 대해 비판적이어야 한다는 점을 기억하는 것이 중요합니다. 벤젠은 유해 물질이므로 취급 시 적절한 모든 예방 조치를 취해야 한다는 것을 잊지 마십시오. 이 비디오를 시청한 후에는 완전히 통합된 상향 변환 지원 DSC를 구성하고 특성화할 수 있어야 합니다.

이 기술을 사용하면 업 컨버터가 통합된 DSC를 공정하게 비교할 수 있습니다.