Artigo de método

Integrando um Triplet-triplete Annihilation Sistema Up-conversion para melhorar Dye-sensibilizadas Response célula solar para a Luz Sub-bandgap

DOI:

10.3791/52028

12 de setembro de 2014

Neste artigo

Resumo

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Um dispositivo integrado, incorporando uma célula e tripleto-tripleto aniquilação solares up-conversion unidade sensibilizadas por corante foi produzida, obtendo-se a colheita de luz melhorada, a partir de uma secção mais larga do espectro solar. De acordo com os níveis de irradiação modestos foi demonstrada uma resposta melhorada significativamente para fótons de baixa energia, produzindo um número recorde de mérito para células solares sensibilizadas por corante.

Resumo

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A fraca resposta das células solares sensibilizadas por corante (DSCs) a luz vermelha e infravermelha é um entrave significativo para a realização de fotocorrentes mais elevados e, consequentemente, a eficiência mais elevados. Photon-se a conversão por meio de tripleto-tripleto aniquilação (TTA-UC) é uma técnica atraente para a utilização desses fotões de baixa energia desperdiçados para produzir fotocorrente, sem interferir com o desempenho photoanodic de um modo prejudicial. Para além disso, o TTA-UC tem um número de características, distinto de outros fotões up-conversion tecnologias relatados, o que o torna particularmente adequado para o acoplamento com a tecnologia de DSC. Neste trabalho, um sistema de alto desempenho comprovado TTA-UC, que compreende um sensibilizador de porfirina e paládio emissor rubreno, é combinada com uma DSC de alto desempenho (utilizando o corante orgânico D149) em um dispositivo integrado. O dispositivo apresenta uma resposta melhorada à luz sub-banda proibida em toda a gama de absorção da sub-unidade TTA-UC resultando na maior fifigura de mérito para up-conversion assistida desempenho DSC até o momento.

Introdução

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Células solares sensibilizadas por corante (DSCs) tem sido proclamado como um conceito promissor na coleta de energia solar acessível 1-3. Apesar deste entusiasmo, a comercialização generalizada ainda está para ocorrer. Uma série de razões foram apresentadas para isso, com uma questão premente sendo relativamente alta energia do início absorção, limitando a eficiência alcançável coleta de luz desses dispositivos 4. Embora isto pode ser superado, reduzindo o aparecimento de absorção é normalmente acompanhado por uma queda na tensão de circuito aberto, o que corrói desproporcionalmente quaisquer ganhos em densidade de corrente 5, 6.

A operação geral de DSCs envolve a transferência de electrões a partir de um corante fotoexcitada para um semicondutor (tipicamente TiO 2), seguido pela regeneração do corante oxidado com um mediador redox. Ambos estes processos parecem exigir forças substanciais (potenciais) de modo a prosseguir com alta eficiência 7 . Com tais perdas inerentes significativos, torna-se óbvio que o início absorção ideal para esses dispositivos é suficientemente elevado de energia. Problemas similares existem para células fotovoltaicas orgânicas (OPV), devido mais uma vez para as grandes forças motrizes químicos necessários para a separação de carga efetiva. Assim, as previsões de limites de eficiência de conversão de energia solar-a-elétrico superiores aos dispositivos de junção única com base em ambas as tecnologias envolvem absorção com grandes lacunas da banda (eficaz) 4.

A fim de superar o problema da colheita luz levantada acima, foram tomadas uma série de abordagens. Isso inclui a 'terceira geração' 8 abordagens de estruturas em tandem 9, 10 e fóton upconversion 11-14.

Recentemente 11 informamos um dispositivo integrado composto por um eletrodo de DSC de trabalho e contra, com uma aniquilação triplete-triplete baseado up-conversion (TTA-UC) sistema incorporada empara a estrutura. Este elemento TTA-UC foi capaz de colher luz vermelha transmitida através da camada activa e convertê-lo quimicamente (tal como descrito em detalhe abaixo) aos fotões de energia mais elevada, que poderia ser absorvida pela camada activa do DSC e gerar fotocorrente. Há dois pontos importantes a serem observados sobre este sistema. Em primeiro lugar, TTA-UC tem muitas vantagens potenciais em relação a outros sistemas de fótons de conversão ascendente 11; em segundo lugar, demonstra uma arquitetura viável (prova de princípio) para a incorporação de TTA-UC, o qual tinha sido falta do TTA-UC literatura até este ponto.

O processo de TTA-UC 15-24 envolve a excitação de moléculas de "sensibilizador", neste caso, porfirinas de Pd, por uma luz com uma energia inferior à energia aparecimento dispositivo. Os sensibilizadores singlet-animado sofrer rápida passagem inter para o estado triplete de mais baixa energia. De lá, eles podem transferir energia para um trio aceitar 'emissor & # estado fundamental8217; espécies, tais como rubreno, enquanto a transferência está permitida pela energia livre 25. O primeiro estado tripleto de rubreno (T 1) é maior do que metade da energia do seu primeiro estado de singuleto animado (S 1), mas menos do que a metade da energia de T 2, o que significa que um complexo de encontro de dois tripletos rubrenes-animado pode aniquilar a dar uma molécula singuleto animado emissor (e a outra no estado de terra), com uma elevada probabilidade. Outros estados, previstos estatisticamente, é mais provável energicamente inacessível para rubreno 26. A molécula singuleto rubreno animado pode então emitir um fotão (como por fluorescência) com energia suficiente para excitar o corante sobre o eléctrodo de trabalho da DSC. Este processo é mostrado na animação 1.

TTA-UC oferece uma série de vantagens em comparação com outros sistemas, tais como UC, uma gama ampla de absorção e natureza incoerente 27, 28, tornando-se uma opção atraente para coupling com DSC (bem como a OPV). TTA-UC foi demonstrada operando a relativamente baixas intensidades de luz e em condições de iluminação difusa. Ambos DSC e OPV são mais eficientes no regime de baixa intensidade de luz. Concentração solar é caro e só se justifica pela alta eficiência, os dispositivos de alto custo. O desempenho relativamente alto de sistemas TTA-UC em baixas condições de iluminação intensidade é atribuível ao processo que envolve cromóforos sensibilizador com, bandas de absorção largas fortes em conjunto com estados triplete de longa duração, que são capazes de difundir, de modo a entrar em contacto com espécies que interagem . Além disso, o TTA-UC foi encontrada para ter alta eficiência intrínseca de um estudo cinético 26.

Embora TTA-UC opera em baixa intensidade de luz, ainda existe uma relação quadrática entre a intensidade da luz incidente e a luz emitida (pelo menos em baixas intensidades de luz). Isto é devido à natureza do processo bimolecular. Para dar contapara isso e as condições experimentais variados (particularmente intensidade de luz) relatados por diferentes grupos, uma figura de mérito do sistema (FOM) deve ser empregado para medir a melhoria de desempenho oferecido por upconversion. Este FOM tem sido definida como ΔJ SC / ʘ, onde ΔJ SC é o aumento da corrente de curto-circuito (geralmente determinada pela integração do Incidente Photon para carregar Eficiência Carrier, IPCE, com e sem o efeito de upconversion) e ʘ é a energia solar eficaz concentração (com base no fluxo de fotões na região em questão, isto é a absorção da banda Q de sensibilizador) 2 29.

Nisto, um protocolo para produzir e caracterizar corretamente um dispositivo DSC-TTA-UC integrada é relatado, com especial atenção para possíveis armadilhas em teste do dispositivo. Espera-se que isso vai servir como uma base para futuros trabalhos nesta área.

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Protocolo

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1. DSC Fabrication

1.1. Trabalho Eletrodo Preparação

  1. Limpo toda uma folha de F: SnO2 de vidro revestido (110 mm x 110 milímetros x 2,3 mm, <8 Ω / □) por ultra-sons sequencial em água com sabão, depois com acetona e finalmente etanol (10 min cada).
  2. Deposite uma densa camada de TiO 2, seguindo os passos abaixo:
    1. Vidro seco com vidro ar e calor comprimido a 450 ° C em fogão (condutora lateral para cima).
    2. Diluir titânio diisopropoxide bis (acetilacetonato) (75% em peso em isopropanol) com etanol numa proporção de 1: 9.
    3. Pulverizar a solução diluída em vidro aquecido a uma distância de ~ 100 mm, com cinco pulverizadores de toda a chapa de vidro.
    4. Pulverize uma rodada por 10 seg por 12 rodadas.
    5. Manter vidro a 450 ° C durante mais 5 minutos, antes de desligar a placa de aquecimento. Deixe o vidro em chapa quente e deixe-o esfriar lentamente para RT.
  3. Coloque o copo sobremesa de impressora da tela (mais uma vez condutora lateral para cima). Insira a tela e alinhar padrão de vidro. Adicionar TiO 2 pasta para a tela e imprimir uma ou duas camadas. Se depositar duas camadas, remover placa de vidro de impressora entre gravuras, cubra e deixe de se contentar com a 5 min, então o calor a 125 ° C por 10 minutos antes de voltar para a impressora para imprimir uma camada posterior.
  4. Uma vez que a impressão final é feito correr um programa de sinterização completa. Aquecer os eléctrodos a 150 ° C a 12,5 ° / min, manter 10 min, em seguida, a 325 ° C a 11,7 ° / min, manter 5 min, em seguida, a 375 ° C a 10 ° / min, manter 5 min, em seguida, para 450 ° C a 10,7 ° / min, manter 30 min e, finalmente, a 500 ° C a 10 ° / min, manter 15 min. Se arrefecer lentamente até à temperatura ambiente, após este.
  5. Corte a placa mestre em eletrodos individuais, garantindo que há espaço suficiente em torno do filme impresso para a junta a ser aplicado depois. Remova todos os cacos de vidro que utilizam ar comprimido.
  6. Mergulhe os eletrodos em uma mM TiCl 20 4 solução (aq.), cobrir e frouxamente lugar o recipiente num forno pré-aquecido (70 ° C durante 30 min). Subsquently, lavar cuidadosamente e os eléctrodos de sinterização mais uma vez a 500 ° C durante 30 min.
  7. Depois de arrefecida abaixo de 100 ° C, mergulhar os eléctrodos numa solução de corante de 0,5 mM. Neste caso de uso, D149 em acetonitrila: tertbutanol (1: 1).
  8. Após o tingimento O / N remover os eletrodos e lave vigorosamente em acetonitrila para ~ 30 segundos, em seguida, deixe descansar por mais 30 segundos. Retirar os eléctrodos do banho de lavagem e seca com ar comprimido.

1.2. Contador Eletrodo Preparação

  1. Corte outra folha de 2,3 milímetros F: SnO 2 vidro em 18,3 milímetros × 27,5 milímetros pedaços.
  2. Mergulhe contra eletrodo na água e faça um pequeno furo no canto (φ = 1 mm, 2,5 milímetros de cada canto) para usar como uma porta de enchimento, usando uma ponta de diamante rebarba dental montado em uma pequena broca banco.
  3. Contra eletrodo limpo conforme a secção 1.10,1
  4. Contra eletrodo seco e coloque em uma telha com condutor para cima. Aplicar uma gota de solução de ácido platinic (H 2 PtCl 6, 10 mM em etanol), e espalhado com o fim de uma pipeta. Local telha para pré-aquecido (400 ° C), placa de aquecimento durante 15 min. Depois disso, retire de vidro e azulejo e deixe esfriar em um banco.

1.3. Refletor

  1. Corte um pedaço de nonconductive 2 milímetros de vidro para 18,3 mm x 27,5 milímetros e dois furos em cantos adjacentes ao longo da borda longa, usando a mesma técnica para o contra eletrodo (seção 1.2.2).
  2. De vidro limpo, uma vez utilizando o mesmo protocolo, como acima (1.1.1)
  3. Tape o vidro limpo e seco, para o banco de três lados, usando fita de baixo resíduo. Aplicar uma gota de Al 2 O 3 de pasta (2,0 g de 0,3 pm de Al 2 O 3, 2 ml de partículas coloidais de Al 2 O 3 + 1 ml de etanol) e extrair-se com uma vareta de vidro.
  4. Permitir filme para secar, retire a fita e sinter de vidro a 500 ° C durante 30 min.

1.4. Montagem do dispositivo

  1. Corte dois lotes de juntas de adesivo hot melt.
    NOTA: A primeira, para o DSC, é de 25 mm de espessura e tem dimensões internas de 17 mm x 8 mm e dimensões externas de 21 mm x 12 mm. O segundo, para a câmara de upconversion, usa material da junta de 60 um dobrou para dar 120 m de espessura. Quando dobrado, esta junta tem dimensões internas de 17 mm x 21 mm e dimensões externas de 21 mm x 25 mm.
  2. Colocar a primeira junta no canto do eléctrodo contador, assegurando a abertura de enchimento é acessível. Inserir o eléctrodo de trabalho ao longo deste, de tal modo que a área impressa é inteiramente dentro da junta, e obter uma boa vedação.
  3. Mova esta montagem para uma placa de aquecimento (120 ° C) e aplicar pressão até que amoleça junta e derrete, que podem ser observados visualmente como as molha junta as superfícies de vidro. Remova o conjunto e deixe esfriar.
  4. Lugarsegundo a junta no refletor, mais uma vez, garantindo orifícios de enchimento não são cobertos. Coloque DSC no início de tal forma que a área impressa é directamente em frente do reflector alumina impresso. Mais uma vez aquecer dispositivo ao aplicar pressão, até que junta amacia e adere, como no ponto 1.4.3. Este conjunto é mostrado na Figura 1.

1.5. Enchimento de cavidades

  1. Prepara-se uma solução de electrólito de 0,1 M LiI, 0,6 M de iodeto de 1,2-dimetil-3-propylimidazolium e 0,05 M de iodo em methoxypropionitrile.
  2. Colocar o dispositivo em um pequeno recipiente plástico com tubo de vácuo ligada, com o contra-eléctrodo virado para cima.
  3. Coloque uma gota de solução de electrólito sobre o furo e uma peça de vidro na parte superior. Aplicar vácuo durante alguns segundos para extrair o ar da cavidade de DSC, antes de soltar, que vai chamar electrólito dentro da cavidade.
  4. Preparar os selos através da laminação de materiais de vedação de fusão a quente para uma folha de alumínio. Deixe estes numa placa de aquecimento, gasket lado material acima. Limpar a parte de trás do contra-eléctrodo completamente, em seguida, vedar pressionando dispositivo contra o material de empanque para a 5 segundos.
  5. Preparar a solução de TTA-UC dissolvendo 0,6 mM de corante Pd (tetrakis(3,5-di-tert-butylphenyl)-6'-amino-7'-nitro-tetrakisquinoxalino[2,3-b'7,8-b''12,13-b'''17,18-b''''-porphyrinato) paládio (II)) e 22 mM de rubreno em benzeno. Desarejar esta solução, cuidadosamente, com três ciclos de congelamento e descongelamento bomba de nitrogênio líquido.
  6. Dentro de uma caixa de luvas, introduzir a solução TTA-UC para a cavidade para trás, permitindo que as forças capilares para desenhá-lo completamente. Uma vez cheia, mais uma vez, limpar completamente a superfície e selar usando outro pedaço de alumínio apoiado material de vedação.

2 Medição

2.1. Contatos elétricos

  1. Aplicar solda exposta F: SnO 2 de trabalhar e contra eletrodos utilizando ferro de solda e solda sonora adequada.
  2. Prenda os fios de ânodo e cátodo, utilizando solda normal.
  3. Aplicar UV epoxi curável para abrir as bordas.
    Nota: Isto é feito para servir como um encapsulamento secundário do dispositivo contra a entrada de oxigénio e a evaporação do solvente, bem como aumentar a robustez do dispositivo, em particular o fio de ligação.
  4. Prenda o ânodo e cátodo fio de um cabo BNC aberto através de um bloco terminal.

2.2. Setup IPCE Medição

  1. Utilizando a configuração representada esquematicamente na Figura 2, a montagem do dispositivo integrado em um suporte de célula.
  2. Iluminar uma secção do dispositivo integrado (~ de 2 mm × 1 mm), com um feixe de 670 nm do laser de onda contínua (a "feixe de bomba") por meio de um espelho sobre uma montagem ajustável.
  3. Iluminar o integrado TTA-UC DSC com luz quase monocromática (o "feixe de prova ') incoerente gerado usando uma lâmpada de Xe, passou primeiro por um filtro de longpass 405 nm, em seguida, um Chopper roda operando a 29 Hz, um monocromador, uma lâmina de vidro angular (usada aqui como um divisor de feixe de ~ 4%) e um espelho parabólico. Gerar uma população fundo tripleto na camada TTA-UC excitando a camada UC com o feixe de bombeamento, que é incidente em um ângulo tal que não ilumina a camada activa apalpada DSC mas apenas a camada de UC.
  4. Alinhe a bomba eo feixe de prova sobre a camada de TTA-UC utilizando o suporte de espelho ajustável. Medir a corrente de curto-circuito gerado pela sonda, uma vez que é digitalizado através do espectro visível, em incrementos de 5 nm, utilizando um dispositivo de aquisição de sinal dinâmico, amplificador de corrente e software de controlo interno.
  5. Gravar simultaneamente a variação de potência do feixe reflectida a partir da sonda a lâmina de vidro com um medidor de potência e um fotodíodo com a saída analógica para alimentar o dispositivo de aquisição de sinal. Corrigir o J SC a partir do dispositivo, pela variação da sonda no software.
  6. Deslocar o feixe ligeiramente bomba usando o espelho ajustável de montagem, de tal modo que ela atinge a camada activa do dispositivo adjacente à sonda de feixe. Repetir a medição com a sonda de feixe de bomba e desalinhadas.
  7. Grave seis conjuntos de medidas com o alinhamento e desalinhamento nas mesmas posições para uma melhor relação sinal-ruído.
  8. Reduza a intensidade do feixe de bomba, colocando no feixe de bombeamento diferentes filtros de densidade neutra com as transmissões conhecidas em 670 nm, e repita os passos 2.2.4 a 2.2.7 para uma gama de intensidades.
  9. Meça o dispositivo integrado J SC sem a fonte de feixe de bomba ativa.
  10. Medir a potência incidente sonda na DSC, em termos de corrente gerada pelo fotodiodo ao colocar o fotodíodo na posição amostra.
  11. Medir a transmissão do dispositivo estudado com a câmara de UC removido usando um Espectrofotómetro visível UV para se obter o espectro de transmissão, T DSC.
    NOTA: Isto pode ser feito alternadamente entre passos 1.4 e 1.5.
"> 2.3. Bomba Fonte Caracterização

  1. Medir a potência do feixe de bomba na posição de DSC para cada condição de filtragem utilizado, utilizando o medidor de energia e fotodiodo (como descrito na secção 2.2.10).
  2. Tire uma foto do feixe de bomba projetando em um pedaço de papel quadriculado em uma posição equivalente a onde a camada de TTA foi durante o experimento. Atenuar fortemente o feixe se necessário, para impedir a saturação do detector de câmara. Use este software de imagem e análise de imagem para determinar o tamanho do local da bomba.

Processamento de dados 3

3.1. Interpolar todos os dados para incrementos de 1 nm.

3.2. IPCE Determinação

  1. Calcula-se o fluxo de fótons (φ) atingir o dispositivo integrado de poder sonda medido como corrente gerada pelo fotodíodo (I) e de carga eléctrica (q):
  2. Calcule o fóton incidente célula convertido eficiência de elétrons (IPCE 0) do device a partir da medição SC J sem iluminação da bomba e o fluxo de sonda.
  3. Tome as relações entre as medidas com bomba e sonda alinhados e desalinhados para obter as melhorias relativas à activação do up-conversor.
  4. Concentração Solar determinação do fator de
  5. Converter o coeficiente de extinção do sensibilizador em secção transversal de absorção, σ.
  6. Obter a taxa de excitação de sensibilizador segundo a norma AM1.5G espectro solar, k), tendo os produtos de densidade de fluxo de fótons do espectro solar, a transmitância da DSC e o sensibilizador (σ) em cada comprimento de onda e em seguida a soma produtos através da absorção da banda Q sensibilizador, tipicamente 600 nm a 750 nm.
  7. Calcular, a partir do poder local e tamanho da fonte bomba, as densidades de fluxo de fótons da bomba com diferentes filtros de densidade neutra. Então, os produtos das densidades de fluxo, a transmitância da DSC e o sensibilizador em670 nm, para se obter as taxas de excitação da bomba.
  8. Calcula-se o factor de concentração de energia solar (ʘ) a partir da razão da taxa de excitação da bomba para a taxa de excitação sob condições AM1.5G.

3.3. Modelo de montagem e Figuras de Mérito Determinação

  1. Ajustar um modelo do aumento relativo = 1 + × constante (T DSC / IPCE 0) x [(σ bombear × sonda σ) / (bomba σ + sonda σ)], para os resultados de melhoria experimentais, onde sonda bomba σ e σ são secções transversais em relação aos comprimentos de onda da bomba e da sonda; bomba σ é fixo para cada intensidade bomba e sonda σ varia de acordo com o comprimento de onda.
  2. Estime o aumento na J SC obtido a partir do efeito upconversion (ΔJ SC) a partir das diferenças entre IPCE UC e IPCE 0 eo densit fluxo solary.
  3. Calcule o FOM normalizando ΔJ SC pelo quadrado do fator de concentração solar, desde TTA-UC tem uma dependência quadrática na entrada de energia em baixa intensidade de excitação.

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Resultados

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Figuras 3A - D respostas de melhoramento de medidas sob diferentes condições de medição, com os efeitos discutido em mais detalhe abaixo. A partir das melhorias de densidade de corrente-primas, deve ser evidente que os resultados na Figura 4A e 4B são atribuíveis a conversão ascendente, com o aumento da corrente de pico e aumento IPCE combinando bem com o espectro de absorção do sensibilizador, atenuada pela transmissão através da camada activa do DSC. ...

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Discussão

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Este protocolo fornece um meio para alcançar fóton up-conversion reforçada DSC e detalhes sobre como medir corretamente um tal dispositivo. O FOM permite o cálculo simples de melhorias ΔJ SC antecipadas de se esperar em diferentes intensidades de luz, incluindo a 1 sol. Os valores aqui apresentados são invariáveis ​​com intensidade de luz (inserção da Figura 4), ​​de acordo com a expectativa quando o sistema estiver abaixo do seu limite de saturação 33. Com a FOM, podemos padroniza...

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Divulgações

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Não há nada a divulgar.

Agradecimentos

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A.N. reconhece as contribuições da Agência Australiana de Energia Renovável (ARENA) e da Australian National Fabrication Facility (ANFF). Este projeto de pesquisa é financiado pelo Australian Solar Institute (6-F020 e A-023), com contribuições do governo de Nova Gales do Sul e da Universidade de Sydney. Aspectos desta pesquisa foram apoiados pelo esquema de financiamento de Projetos de Descoberta do Conselho de Pesquisa Australiano (DP110103300). O equipamento foi adquirido com o apoio do Australian Research Council (LE0668257).

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Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
(tetrakis(3,5-di-terc-butilfenil)-6'-amino-7'-nitro-tetraquisquinoxalino[2,3-b'7,8-b''12,13-b'''17,18-b''''-porfirinato) paládio(II))em casaem casaChem. Commun., 4851-ndash; 4853 (2007)
1,2-dimetil-3-propilimidazolium iodetoSolaronix33150Aviso de material: Filtro
passa-longo irritante de 405 nmSemrockBLP01-405R-25-670
nm laserThorlabsLDS5 + CPS198-Acetona
ChemsupplyAA008-20L-PAviso de material:
AcetonitrilaSigma 271004Aviso de material:
AluminaAlfa Aesar12733
AluminaLeeco810-782
Câmara de enchimento traseiraSistema1303Klip é redondo,
benzenoScharlauBE0033Aviso de material:
Cabo BNCJaycarRG- 59U
CerasolzerMBRCS186
ThorlabsMC1000A
Software de controleem casaem casaEscrito em LabVIEW
Amplificador de CorrenteStandford Research SR 570
D149 corante1mOSO149
Dental burrSuprimentos odontológicos prioritários835.104.008
DetergentePalmoliveOriginal
Diamond wheelFrameco14220
BrocaDremmel220
Dispositivo de aquisição dignal dinâmicoNational InstrumentsUSB-4431Analógico para Digital
EtanolUnivar214Aviso de material:
Sistemasporta-luvas
H2PtCl6Sigma334472Aviso de material: junta adesiva corrosiva
Hot meltSolaronixMeltronic 1170-25Surlyn
Adesivo hot melt juntaSolaronixMeltronix 1170-60Surlyn
Placa de aquecimentoHarry GestigkeitPR 5 3T / PZ28-3T
Placa de aquecimentoIKARCT básico
Software de análisede imagem National Institutes for HealthImage-J
IodoSigma326143Aviso de material: corrosivo
Gravador a laserUniversal SistemasPLS6WM
Nitrogênio LíquidoAir Liquide
Iodeto de LítioAldrich518018Aviso de material:
tóxico MetoxipropionitrilaSigma65290Aviso de material: Espelho inflamável
ThorlabsPF10-03-P01
Montagem de espelhoThorlabsKM100
Produtos MonocromatorSpectral CM110
Filtros de densidade neutraEdmund Industrial Optics64-352
Espelho parabólicoNewport50329AL, 50338AL
FotodiodoNewport918D-UV-OD3
Medidor de potênciaNewport1936-C
RubreneSigma551112
Impressora de tela semiautomáticaKeywellKY-500FH
Spray pirolisadorGlaskeller
Tape3MMagic Tape
Bloco de terminaisJaycarHM3194
terc-ButanolSigma360538Aviso de material: TiCl
inflamável4Sigma89545Aviso de material: corrosivo
TelhaJohnson telhas
Cortador de telhaDTADTA-310
TiO2 pastaDyesolNR18-T-Titanium
diisopropóxido bis (acetillacetonato) (75% em isopropanol)Aldrich325252Aviso de material:
Ferro de solda ultrassônicoMBRUSS-9200
UV epóxi de curaDymax425Aviso de material: Sistema de
cura UVDymaxBlueWave 50
Espectrofotômetro UV VisívelVarian Cary1E
Cubeta de vácuoBombade
de difusão rotativa
Lâmpada Kimwipes
XeEnergetiq LDLSTM EQ-1500Fonte de luz branca
inflamável inflamável modificado tóxico Roda Chopper de TI de inflamáveis inflamável irritante vácuo personalizada Bomba Toalhetes Kimtech 34120KC

Referências

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  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. Dye-Sensitized Solar Cells. Chem. Rev. 110 (11), 6595-6663 (2010).
  4. Tayebjee, M. J. Y., Hirst, L. C., Ekins-Daukes, N. J., Schmidt, T. W. The efficiency limit of solar cells with molecular absorbers: A master equation approach. J. Appl. Phys. 108, 124506(2010).
  5. Daeneke, T., Gräf, K., Watkins, S. E., Thelakkat, M., Bach, U. Infrared Sensitizers in Titania-Based Dye-Sensitized Solar Cells using a Dimethylferrocene Electrolyte. ChemSusChem. 6, 2056-2060 (2013).
  6. Tian, H. N., Yang, X., Chen, R., Hagfelt, A., Sun, L. A metal-free "black dye" for panchromatic dye-sensitized solar cells. Energ. Environ. Sci. 2 (6), 674-677 (2009).
  7. Daeneke, T., et al. Dye Regeneration Kinetics in Dye-Sensitized Solar Cells. J. Am. Chem. Soc. 134 (41), 16925-16928 (2012).
  8. Green, M. A. Third Generation Photovoltaics: Advanced Solar Energy Conversion. , Springer. New York, NY. Series in Photonics (2003).
  9. He, J. J., Lindström, H., Hagfeldt, A., Lindquist, S. E. Dye-sensitized nanostructured p-type nickel oxide film as a photocathode for a solar cell. J. Phys. Chem. B. 103 (42), 8940-8943 (1999).
  10. Nattestad, A., et al. Highly efficient photocathodes for dye-sensitized tandem solar cells. Nat. Mater. 9 (1), 31-35 (2010).
  11. Nattestad, A., et al. Dye-Sensitized Solar Cell with Integrated Triplet-Triplet Annihilation Upconversion System. J. Phys. Chem. Lett. 4 (12), 2073-2078 (2013).
  12. Liu, M., Lu, Y., Xie, Z. B., Chow, G. M. Enhancing Near-Infrared Solar Cell Response Using Upconverting Transparent Ceramics. Sol. Energ. Mat. Sol. C. 95, 800-803 (2011).
  13. Shan, G. B., Demopolous, G. P. Near-Infrared Sunlight Harvesting in Dye-Sensitized Solar Cells Via the Insertion of an Upconverter-TiO2 Nanocomposite Layer. Adv. Mater. 22, 4374-4377 (2010).
  14. Yuan, C., et al. Use of Colloidal Upconversion Nanocrystals for Energy Relay Solar Cell Light Harvesting in the Near-Infrared Region. J. Mater. Chem. 22, 16709-16713 (2012).
  15. 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).
  16. Parker, C. A., Hatchard, C. G. Delayed Fluorescence from solutions of Anthracene and Phenanthracene. P. R. Soc. London. 269, 574-584 (1962).
  17. Zhao, J., Ji, S., Guo, H. Triplet-Triplet Annihilation Based Upconversion: From Triplet Sensitizers and Triplet Acceptors to Upconversion Quantum Yields. RSC Adv. 1, 937-950 (2011).
  18. Singh-Rachford, T. N., Castellano, F. N. Photon Upconversion Based on Sensitized Triplet-Triplet Annihilation. Coordin. Chem. Rev. 254, 2560-2573 (2010).
  19. Baluschev, S., et al. Up-Conversion Fluorescence: Noncoherent Excitation by Sunlight. Phys. Rev. Lett. 97, 143903(2006).
  20. Ceroni, P. Energy Up-Conversion by Low-Power Excitation: New Applications of an Old Concept. Chem. Eur. J. 17, 9560-9564 (2011).
  21. Penconi, M., Ortica, F., Elisei, F., Gentili, P. G. New Molecular Pairs for Low Power Non-Coherent Triplet-Triplet Annihilation Based Upconversion: Dependence on the Triplet Energies of Sensitizer and Emitter. J. Lumin. 135, 265-270 (2013).
  22. Liu, Q., Yang, T., Feng, F., Li, F. Blue-Emissive Upconversion Nanoparticles for Low-Power-Excited Bioimaging in Vivo. J. Am. Chem. Soc. 134, 5390-5397 (2012).
  23. Simon, Y. C., Weder, C. Low-Power Photon Upconversion through Triplet-Triplet Annihilation in Polymers. J. Mater. Chem. 22, 20817-20830 (2012).
  24. Jankus, V., et al. Energy Conversion via Triplet Fusion in Super Yellow PPV Films Doped with Palladium Tetraphenyltetrabenzoporphyrin: a Comprehensive Investigation of Exciton Dynamics. Adv. Funct. Mater. 23, 384-393 (2013).
  25. Cheng, Y. Y., et al. Entropically Driven Photochemical Upconversion. J. Phys. Chem. A. 115, 1047-1053 (2011).
  26. Cheng, Y. Y., et al. Kinetic Analysis of Photochemical Upconversion by Triplet-Triplet Annihilation: Beyond Any Spin Statistical Limit. J. Phys. Chem. Lett. 1 (12), 1795-1799 (2010).
  27. Baluschev, B., et al. Upconversion with ultrabroad excitation band: Simultaneous use of two sensitizers. Appl. Phys. Lett. 90, 181103(2007).
  28. Borjesson, K., et al. Photon upconversion facilitated molecular solar energy storage. J. Mater. Chem. A. 1, 8521-8524 (2013).
  29. Cheng, Y. Y., et al. Improving the light-harvesting of amorphous silicon solar cells with photochemical upconversion. Energ. Environ. Sci. 5 (5), 6953-6959 (2012).
  30. Dominici, L. Dye-Sensitized Solar Cells: Basic Photon Management Strategies. Solar Cells - Dye-Sensitized Devices. Kosyachenko, L. A. , InTech. 291(2011).
  31. Schulze, T. F., et al. Photochemical Upconversion Enhanced Solar Cells: Effect of a Back Reflector. Aust. J. Chem. 65 (5), 480-485 (2012).
  32. Schulze, T. F., et al. Efficiency Enhancement of Organic and Thin-Film Silicon Solar Cells with Photochemical Upconversion. J. Phys. Chem. C. 116 (43), 22794-22801 (2012).
  33. Haefele, A., Blumhoff, B., Khnayzer, R. S., Castellano, F. Getting to the (Square) Root of the Problem: How to Make Noncoherent Pumped Upconversion Linear. J. Phys. Chem. Lett. 3, 299-303 (2012).
  34. Lewitzka, F., Löhmannsröben, H. G. Investigation of Triplet Teracene and Triplet Rubrene in Solution. Z. Phys. Chem. 150, 69-86 (1986).
  35. Ventura, B., Esposti, A. D., Koszarna, B., Gryko, D. T., Flamigni, L. Photophysical characterization of free-base corroles, promising chromophores for light energy conversion and singlet oxygen generation. New J. Chem. 29, 1559-1566 (2005).
  36. MacQueen, R. W., et al. Nanostructured upconverters for improved solar cell performance. Proceedings SPIE. 8824, 882408-882409 (2013).
  37. Yella, A., et al. Porpyrin-sensitized Solar Cells with Cobalt (II/III)-based redox electrolyte exceed 12 percent efficiency. Science. 334, 629-634 (2011).

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