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

O objetivo geral deste procedimento é produzir e caracterizar células solares dessensibilizadas de conversão ascendente funcional. Isso é feito criando primeiro uma célula solar com um conjunto de câmara dupla. O segundo passo é encher as câmaras com eletrólito e a solução de conversão ascendente, respectivamente.

Em seguida, execute medições do fóton incidente do dispositivo para a eficiência atual usando uma fonte de luz de bomba. A etapa final é modelar os resultados e usar dados para confirmar que o efeito de conversão para cima é real. Em última análise, o experimento permite a comparação com outros dispositivos de conversão ascendente usando uma figura de mérito.

A principal vantagem dessa técnica em relação aos métodos existentes, como nossos dispositivos relatados anteriormente, é que ela oferece um dispositivo totalmente integrado. Este método demonstra que o conversor de líquido pode ser integrado a um dispositivo fotovoltaico padrão. Por meio do aspecto de ização desse método, pode-se fornecer insights sobre o efeito de conversão baseado em roda versus artefato.

Isso também pode ser aplicado a outros sistemas, principalmente na conversão e fotos aprimoradas. Desenvolvemos uma técnica de feixe de bomba inclinada. Quando você percebe que nosso sistema de modelo não estava correspondendo aos nossos dados, o primeiro passo é preparar um eletrodo de trabalho usando uma folha inteira de flúor limpo, vidro revestido de óxido de estanho dopado.

A folha deve medir 110 milímetros quadrados e 2,3 milímetros de espessura para depositar uma densa camada de óxido de titânio na folha. Coloque a folha seca em uma placa quente com o lado condutor para cima. Aqueça o copo a 450 graus Celsius enquanto o copo aquece pronto.

Uma solução de um a nove de corante de titânio, óxido de prop isop, bis, acetato de acetila e etanol em um recipiente de spray. Quando o vidro estiver a 450 graus Celsius, borrife a solução sobre ele a uma distância de cerca de 100 milímetros com cinco pulverizações sobre sua superfície. Repita isso a cada 10 segundos para um total de 12 rodadas.

Mantenha o copo a 450 graus Celsius por mais cinco minutos. Em seguida, deixe esfriar lentamente até a temperatura ambiente na placa quente. Depois de resfriado, coloque o local condutor de vidro na mesa da impressora de tela e use pasta de dióxido de titânio para imprimir uma camada do padrão mostrado.

Após a centralização, corte a placa mestra em eletrodos individuais. Os eletrodos devem ter espaço suficiente ao redor do filme impresso. Para a edição posterior de uma junta, preparar uma solução de tetracloreto de titânio a 20 milimolares.

Mergulhe os eletrodos e leve ao forno pré-aquecido a 70 graus Celsius. Depois de recuperar e lavar bem os eletrodos, centralize-os a 500 graus Celsius por 30 minutos. Em seguida, deixe-os esfriar lentamente.

Prepare uma solução de corante 0,5 milimolar neste caso, D 1 49 em uma mistura de nitrilo e tur butanol. Quando os eletrodos esfriarem abaixo de 110 graus Celsius, mergulhe-os na solução de corante e deixe durante a noite. Após pelo menos oito horas, remova os eletrodos do corante e enxágue-os abundantemente em acetil nitrilo.

Antes de secar com ar comprimido, prepare os contra-eletrodos usando outra folha de vidro revestido com óxido de estanho dopado com flúor de 2,3 milímetros de espessura. Corte em pedaços de 18,3 milímetros por 27,5 milímetros para criar uma porta de enchimento em cada um. Use uma broca dentária de ponta de diamante em uma pequena broca de bancada antes de perfurar, mergulhe cada contra-eletrodo em água.

Em seguida, faça um pequeno furo parcialmente no canto. Vire a peça para completar o furo. Depois de limpar e secar o contra-eletrodo, coloque-o em um ladrilho com o lado condutor voltado para cima.

Aplique uma gota de solução de ácido pláctico e espalhe com a ponta de uma pipeta. Coloque o ladrilho em uma placa quente pré-aquecida a 400 graus Celsius por 15 minutos. Agora faça com que o refletor use vidro não condutor de dois milímetros de espessura.

Corte em pedaços de 18,3 milímetros por 27,5 milímetros com dois furos nos cantos adjacentes ao longo de uma borda longa da peça. Depois de limpar e secar o vidro, use uma fita de baixo resíduo para fixá-lo na bancada em três lados. Com um copo no lugar, aplique uma gota de pasta de óxido de alumínio.

Em seguida, desenhe a pasta para baixo com uma haste de vidro. Quando o filme estiver seco, remova a fita e centralize a 500 graus Celsius por 30 minutos. Comece a montagem dos dispositivos preparando dois lotes de juntas adesivas hot melt.

Um lote é para as células solares dessensibilizadas e tem 25 micrômetros de espessura. O outro lote é para a câmara de conversão ascendente e tem 120 micrômetros de espessura. Depois de colocar a junta da célula solar no canto do contra-eletrodo, a porta de enchimento deve permanecer acessível.

Em seguida, coloque o eletrodo de trabalho sobre ele com a área impressa inteiramente dentro da junta. Certifique-se de obter uma boa vedação. Mova o conjunto para uma placa quente a 120 graus Celsius.

Aplique pressão até que a junta amoleça e derreta. Quando isso acontecer, remova o conjunto da placa quente e deixe esfriar quando. Fresco. Coloque a segunda junta no refletor e certifique-se de que as portas de enchimento não estejam cobertas.

Em seguida, coloque a célula solar dessensibilizada no topo com sua área impressa diretamente na frente do refletor Illumina impresso. Aqueça o dispositivo na placa de aquecimento enquanto aplica pressão até que a junta amoleça e adira Para a próxima etapa, prepare a solução eletrolítica com o contra-eletrodo voltado para cima.

Coloque o dispositivo em um pequeno recipiente de plástico com um tubo de vácuo conectado. Coloque uma gota da solução eletrolítica sobre o orifício do contra-eletrodo. Em seguida, coloque um pedaço de vidro por cima.

Feche o recipiente e aplique um aspirador por alguns segundos. Para atrair eletrólitos para a cavidade da célula solar dessensibilizada. Produza as vedações com material de vedação laminado em folha de alumínio, colocado em uma placa quente a 120 graus Celsius.

Material da junta com o lado para cima. Depois de limpar a parte de trás do contra-eletrodo, pressione bem o dispositivo contra o material da junta por cerca de cinco segundos para criar uma vedação com a vedação feita. Mova o conjunto para um porta-luvas.

Introduziu a solução de conversão de aniquilação de trigêmeos trigêmeos na cavidade traseira. Quando estiver cheio, limpe a superfície e vede com material de junta de alumínio trabalhando fora do porta-luvas. O próximo passo é criar os contatos elétricos com um ferro de solda sônico.

Aplique solda apropriada para uso com vidro no revestimento condutor exposto dos contra-eletrodos de trabalho. Em seguida, aplique solda normal para prender os fios ao ânodo e ao cátodo. Aqui, os fios do ânodo e do cátodo foram conectados ao dispositivo.

Para encapsulamento adicional, aplique epóxi curável por UV nas bordas abertas do dispositivo. Uma vez que o epóxi tenha sido curado, conecte o fio do ânodo e do cátodo a um cabo BNC aberto através de um bloco de terminais. O dispositivo agora está pronto para o protocolo de medição.

A configuração experimental para medir a eficiência do dispositivo é representada neste esquema. As medições envolvem duas fontes de luz. Um é um feixe de laser de onda contínua de 670 nanômetros.

O feixe da bomba, a segunda fonte, é um feixe de sonda quase monocromático incoerente gerado por uma lâmpada de xenônio. O feixe de laser passa por um filtro de densidade neutra e é refletido no dispositivo mantido no suporte de amostra. A saída da lâmpada é passada através de um filtro de passagem longa de 405 nanômetros e uma roda de helicóptero operando a 29 hertz.

Em seguida, passa por um monocromador e um divisor de feixe de 4%. Uma saída do divisor de feixe vai para um fotodiodo para registrar a variação de potência do feixe da sonda. O outro é refletido no dispositivo, monta o dispositivo no suporte de amostra e ajusta os feixes para o experimento.

Esta representação do dispositivo mostrará como as fontes de luz são usadas. Acenda o feixe da bomba no dispositivo para que incida em um ângulo no qual ilumine apenas a camada de conversão para cima. Alinhe o feixe de prob para passar pela camada ativa da célula dessensibilizada e cruzar com a bomba na camada de conversão de aniquilação tripleta triplete.

Faça uso de um dispositivo de aquisição de sinal dinâmico e amplificador de corrente. Para medir a corrente de curto-circuito do dispositivo. Use a saída da foto DDE para corrigir a medição da densidade de corrente da célula solar.

Faça medições examinando o feixe de problemas em todo o espectro visível em incrementos de cinco nanômetros. Depois de fazer as medições usando os feixes da bomba e do problema, desligue a fonte do feixe da bomba e meça a densidade de corrente do dispositivo integrado. Quando isso for feito, reconfigure o experimento para encontrar a potência do feixe da sonda incidente no dispositivo.

Faça isso removendo o dispositivo e colocando o fotodiodo na posição de amostra para medir a corrente gerada pela sonda. As primeiras medições foram feitas com o feixe da bomba ajustado para chegar à camada de conversão ascendente em um ângulo maior do que o feixe da sonda para evitar a polarização do laser da célula dessensibilizada. Este gráfico do fóton incidente para o aumento da eficiência da corrente em função do comprimento de onda demonstra que o aprimoramento ocorre sem viés significativo.

A inserção fornece o ganho normalizado na resposta bruta. A diferença na corrente reflete o pico de absorção do sensibilizador em 675 nanômetros e é perdida no ruído. No geral, os dados se comparam favoravelmente com um modelo do fóton incidente com a eficiência atual.

Outras medições foram feitas com os feixes da bomba e da sonda, ambos passando pela célula dessensibilizada. Nesse caso, há um aumento significativo de eficiência na inserção. O efeito do sensibilizador não é mais visto em 675 nanômetros.

O caminho comum dos feixes parece melhorar o desempenho em todo o espectro visível e sugere polarização do laser para testar o efeito da polarização do laser. Um terceiro conjunto de medições foi feito usando um dispositivo integrado com a câmara de conversão para cima deixada vazia, mas análoga à usada nas duas primeiras medições. Nesse caso, o efeito de polarização é visto como mais significativo devido à luz do laser ser refletida de volta para o dispositivo.

Ao participar desses procedimentos, é importante lembrar de ser crítico em relação aos dados coletados. Não se esqueça de que o benzeno é uma substância perigosa, portanto, tome todas as precauções apropriadas ao manuseá-lo. Depois de assistir a este vídeo, você deve ser capaz de construir e caracterizar um DSC assistido por conversão totalmente integrado.

Essa técnica permite uma comparação justa entre DSCs com conversores integrados.