12 сентября 2014 г.
Интегрированное устройство, включающее в сенсибилизированных красителем солнечные ячейки и триплет-триплет аннигиляции повышающего преобразования блока было произведено, предоставляя улучшенную светосбор, из более широкого части солнечного спектра. Под умеренным уровнем облучения значительно усовершенствована ответ на низких фотонов энергии было продемонстрировано, уступая рекордное добротности для сенсибилизированных красителем солнечных батарей.
Общая цель этой процедуры заключается в получении и определении характеристик функциональных повышающих десенсибилизированных солнечных элементов. Это достигается путем создания сначала солнечного элемента с двухкамерной сборкой. Вторым шагом является заполнение камер электролитом и раствором для повышения конверсии соответственно.
Далее выполните измерения падения фотона прибора до текущей эффективности с помощью источника света насоса. Последний шаг — смоделировать результаты и использовать данные для подтверждения реального эффекта повышения конверсии. В конечном счете, эксперимент позволяет сравнивать его с другими устройствами с повышением качества с использованием показателя качества.
Основное преимущество этого метода по сравнению с существующими методами, такими как описанные нами ранее устройства, заключается в том, что он предлагает полностью интегрированное устройство. Этот метод демонстрирует, что преобразователь жидкости может быть интегрирован в стандартное фотоэлектрическое устройство. С помощью аспекта этого метода можно получить представление о зависимости колеса от артефакта на основе эффекта преобразования.
Это также может быть применено к другим системам, в частности, для повышения конверсии и улучшенной фотосъемки. Мы разработали технику наклонной пучки насоса. Когда вы поймете, что наша модельная система не соответствует нашим данным, первым делом необходимо подготовить рабочий электрод с использованием целого листа чистого фтора, легированного стеклом, покрытым оксидом олова.
Лист должен иметь квадратный размер 110 миллиметров и толщину 2,3 миллиметра, чтобы на лист нанесся плотный слой оксида титана. Поместите сухой лист на горячую плиту проводящей стороной вверх. Нагрейте стекло до 450 градусов Цельсия, пока стекло нагревается готово.
Раствор титанового красителя, изоп пропоксида, биса, ацетилацетата и этанола в аэрозольной емкости. Как только стекло окажется на 450 градусах Цельсия, распылите на него раствор с расстояния около 100 миллиметров пятью распылениями по его поверхности. Повторяйте это каждые 10 секунд, всего 12 раундов.
Выдерживайте температуру стекла при температуре 450 градусов Цельсия еще пять минут. Затем дайте ему медленно остыть до комнатной температуры на конфорке. После охлаждения поместите стеклянный проводящий участок на стол трафаретного принтера и с помощью пасты из диоксида титана напечатайте один слой показанного узора.
После центрирования разрежьте мастер-пластину на отдельные электроды. Электроды должны иметь достаточное пространство вокруг напечатанной пленки. Для более поздней редакции прокладки приготовьте 20 миллимолярный раствор тетрахлорида титана.
Погрузите электроды и поставьте в разогретую до 70 градусов духовку при температуре 70 градусов Цельсия. После восстановления и тщательной промывки электродов центрируйте их при температуре 500 градусов Цельсия в течение 30 минут. Затем дайте им медленно остыть.
Приготовьте 0,5 миллимолярного раствора красителя в этом случае D 1:49 в смеси один к одному нитрила и турбутанола. Когда электроды остынут ниже 110 градусов по Цельсию, погрузите их в раствор красителя и оставьте на ночь. Не менее чем через восемь часов снимите электроды с красителя и тщательно промойте их в ацетилнитриле.
Перед сушкой сжатым воздухом подготовьте противоэлектроды, используя еще один лист стекла толщиной 2,3 миллиметра, легированного фтором и покрытого оксидом олова. Разрежьте кусочки размером 18,3 миллиметра на 27,5 миллиметра, чтобы в каждой получился заливной порт. Используйте алмазный наконечник зубного бора в небольшой настольной бормашине перед сверлением, погрузите каждый противоэлектрод в воду.
Затем частично просверлите небольшое отверстие в уголке. Переверните кусок, чтобы завершить отверстие. После очистки и высыхания противоэлектрода поместите его на плитку токопроводящей стороной вверх.
Нанесите одну каплю раствора платиевой кислоты и распределите концом пипетки. Поместите плитку на предварительно нагретую до 400 градусов Цельсия горячую плиту на 15 минут. Теперь перейдем к использованию отражателя из непроводящего стекла толщиной два миллиметра.
Разрезается на кусочки размером 18,3 на 27,5 миллиметра с двумя отверстиями, просверленными в смежных углах по одному длинному краю куска. После очистки и сушки стекла используйте ленту с низким содержанием остатков, чтобы прикрепить его к скамейке с трех сторон. Поставив стакан на место, нанесите каплю пасты из оксида алюминия.
Затем снесите пасту стеклянным стержнем. Как только пленка высохнет, снимите ленту и отцентрируйте при температуре 500 градусов Цельсия на 30 минут. Начните сборку устройств с подготовки двух партий термоклеевых прокладок.
Одна партия предназначена для десенсибилизированных солнечных батарей и имеет толщину 25 микрометров. Другая партия предназначена для камеры повышения конверсии и имеет толщину 120 микрометров. После установки прокладки солнечного элемента на угол счетчика электрода заливное отверстие должно оставаться доступным.
Затем поместите рабочий электрод так, чтобы напечатанная область полностью находилась внутри прокладки. Обязательно приобретите хорошую герметизацию. Переместите сборку на горячую плиту с температурой 120 градусов Цельсия.
Надавливайте до тех пор, пока прокладка не размягчится и не расплавится. Как только это произойдет, снимите узел с горячей плиты и дайте ему остыть. Классно. Поместите вторую прокладку на отражатель и убедитесь, что заливные отверстия не закрыты.
Затем поместите десенсибилизированный солнечный элемент сверху, а его печатную область прямо перед напечатанным отражателем Illumina. Нагревайте устройство на горячей плите, одновременно оказывая давление, пока прокладка не размягчится и не прилипнет. На следующем этапе приготовьте раствор электролита противоэлектродом вверх.
Поместите устройство в небольшой пластиковый контейнер с прикрепленной вакуумной трубкой. Капните каплю раствора электролита на отверстие противоэлектрода. Далее сверху положите кусочек стекла.
Закройте контейнер и примените вакуум на несколько секунд. Втягивать электролит в десенсибилизированную полость солнечного элемента. Изготовьте уплотнения с прокладочным материалом, который был ламинирован на алюминиевую фольгу, помещенную на горячую плиту при температуре 120 градусов Цельсия.
Материал прокладки должен быть положен вверх. После очистки тыльной стороны счетчика электрода тщательно прижмите устройство к материалу прокладки в течение примерно пяти секунд для создания уплотнения с выполненным уплотнением. Переместите туда сборку в бардачок.
Введен триплетный триплет аннигиляции вверх конверсионного раствора в спинную полость. Как только он заполнится, очистите поверхность и запечатайте ее с помощью прокладки с алюминиевой подкладкой, работающей снаружи перчаточного ящика. Следующим этапом является создание электрических контактов с помощью звукового паяльника.
Наносимый припой подходит для использования со стеклом на открытое проводящее покрытие рабочих противоэлектродов. Затем нанесите обычный припой для крепления проводов к аноду и катоду. Здесь к устройству были прикреплены как анодные, так и катодные провода.
Для дополнительной герметизации нанесите УФ-отверждаемую эпоксидную смолу на открытые края устройства. После отверждения эпоксидной смолы присоедините анодный и катодный провод к кабелю BNC с открытым концом через клеммную колодку. Теперь устройство готово к протоколу измерений.
Экспериментальная установка для измерения эффективности устройства изображена на этой схеме. В измерениях используются два источника света. Один из них представляет собой лазерный луч непрерывной волны 670 нанометров.
Луч накачки, второй источник представляет собой некогерентный квазимонохроматический пучок зонда, генерируемый ксеноновой лампой. Лазерный луч проходит через фильтр нейтральной плотности и отражается на устройство, которое находится в держателе образца. Выход лампы пропускается через фильтр длинных частот 405 нанометров и колесо прерывателя, работающее на частоте 29 герц.
Затем он проходит через монохроматор и 4%-ный светоделитель. Один из выходов светоделителя поступает на фотодиод для записи изменения мощности пучка зонда. Другой отражается на приборе, монтируют прибор в держатель образца и настраивают пучки для проведения эксперимента.
Такое изображение устройства покажет, как используются источники света. Направьте луч насоса на устройство так, чтобы он падал под углом, под которым он освещает только верхний преобразовательный слой. Выровняйте пробный луч так, чтобы он проходил через активный слой десенсибилизированной клетки и пересекался с насосом в триплетном аннигиляции триплета вверх по конверсионному слою.
Используйте устройство динамического сбора сигналов и усилитель тока. Для измерения тока короткого замыкания от прибора. Используйте выходные данные фотоснимка DDE для коррекции измерения плотности тока солнечной батареи.
Выполняйте измерения, сканируя пробный луч в видимом спектре с шагом в пять нанометров. После выполнения измерений с использованием пучка накачки и пробника выключите источник луча накачки и измерьте плотность тока встроенного устройства. Когда это будет сделано, измените конфигурацию эксперимента, чтобы найти падающую мощность луча пробника на устройстве.
Для этого снимите устройство и поместите фотодиод в положение образца для измерения тока, генерируемого пробником. Первые измерения были выполнены с помощью луча накачки, отрегулированного таким образом, чтобы он достигал верхнего конверсионного слоя под большим углом, чем луч зонда, чтобы избежать лазерного смещения десенсибилизированной ячейки. Этот график повышения эффективности падающего фотона в зависимости от длины волны показывает, что усиление происходит без значительного смещения.
Врезка дает нормализованное усиление в исходном отклике. Разница в токе отражает пик поглощения сенсибилизатора на 675 нанометрах и в противном случае теряется в шуме. В целом, данные выгодно отличаются от модели падающего фотона с текущей эффективностью.
Другие измерения проводились с помощью пучков насоса и зонда, которые проходили через десенсибилизированную ячейку. В этом случае происходит значительное повышение эффективности вставки. Эффект сенсибилизатора больше не виден при 675 нанометрах.
Общая траектория лучей, по-видимому, повышает производительность во всем видимом спектре и предполагает лазерное смещение для проверки эффекта лазерного смещения. Третий набор измерений был выполнен с использованием встроенного устройства с пустой камерой верхнего перехода, но в остальном аналогичной той, которая использовалась в первых двух измерениях. В этом случае эффект смещения выглядит более значительным из-за того, что лазерный свет отражается обратно к устройству.
При выполнении этих процедур важно помнить о критичном отношении к собираемым данным. Не забывайте, что бензол является опасным веществом, поэтому обязательно принимайте все соответствующие меры предосторожности при обращении с ним. После просмотра этого видео вы должны быть в состоянии построить и охарактеризовать полностью интегрированный DSC с поддержкой повышающего преобразования.
Этот метод позволяет провести справедливое сравнение между ЦИВ со встроенными повышающими преобразователями.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
В данном исследовании представлено интегрированное устройство, объединяющее сенсибилизированный красителем солнечный элемент с блоком ап-конверсии на основе триплет-триплетной аннигиляции. Устройство демонстрирует расширенные возможности сбора света в более широком диапазоне солнечного спектра, достигая рекордного значения добротности для сенсибилизированных красителем солнечных элементов при умеренных уровнях облучения.
В данной работе представлена стратегия фотонного ап-конверсии для расширения спектрального отклика сенсибилизированных красителем солнечных элементов в область ниже ширины запрещенной зоны, что позволяет устранить ключевое ограничение эффективности фотоэлектрических преобразователей. Благодаря интеграции системы триплет-триплетной аннигиляции на основе палладиевого порфирина и рубрена с ячейкой, сенсибилизированной D149, данный подход позволяет утилизировать красные и инфракрасные фотоны, которые в противном случае были бы потеряны. Полученное увеличение эффективности преобразования падающих фотонов в ток служит измеримой расчетной величиной для оценки работы фотоэлектрических устройств с поддержкой ап-конверсии.
Данный метод представляет ап-конверсию фотонов в качестве дополнительного этапа улучшения в рабочем процессе оптимизации фотоэлектрических устройств, направленного, в частности, на устранение ограничений спектрального отклика в системах с сенсибилизаторами на основе красителей.