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.
É necessária uma assinatura do JoVE para visualizar este conteúdo. Faça login ou inicie seu teste gratuito.
Artigo de método
Integrando um Triplet-triplete Annihilation Sistema Up-conversion para melhorar Dye-sensibilizadas Response célula solar para a Luz Sub-bandgap
Neste artigo
Resumo
Resumo
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
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.
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Protocolo
1. DSC Fabrication
1.1. Trabalho Eletrodo Preparação
- 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).
- Deposite uma densa camada de TiO 2, seguindo os passos abaixo:
- Vidro seco com vidro ar e calor comprimido a 450 ° C em fogão (condutora lateral para cima).
- Diluir titânio diisopropoxide bis (acetilacetonato) (75% em peso em isopropanol) com etanol numa proporção de 1: 9.
- Pulverizar a solução diluída em vidro aquecido a uma dist....
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Resultados
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. .......
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Discussão
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.......
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Divulgações
Não há nada a divulgar.
Agradecimentos
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).
....Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| (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 casa | em casa | Chem. Commun., 4851-ndash; 4853 (2007) |
| 1,2-dimetil-3-propilimidazolium iodeto | Solaronix | 33150 | Aviso de material: Filtro |
| passa-longo irritante de 405 nm | Semrock | BLP01-405R-25-670 | |
| nm laser | Thorlabs | LDS5 + CPS198-Acetona | |
| Chemsupply | AA008-20L-P | Aviso de material: | |
| Acetonitrila | Sigma 271004 | Aviso de material: | |
| Alumina | Alfa Aesar | 12733 | |
| Alumina | Leeco | 810-782 | |
| Câmara de enchimento traseira | Sistema | 1303 | Klip é redondo, |
| benzeno | Scharlau | BE0033 | Aviso de material: |
| Cabo BNC | Jaycar | RG- 59U | |
| Cerasolzer | MBR | CS186 | |
| Thorlabs | MC1000A | ||
| Software de controle | em casa | em casa | Escrito em LabVIEW |
| Amplificador de Corrente | Standford Research | SR 570 | |
| D149 corante | 1m | OSO149 | |
| Dental burr | Suprimentos odontológicos prioritários | 835.104.008 | |
| Detergente | Palmolive | Original | |
| Diamond wheel | Frameco | 14220 | |
| Broca | Dremmel | 220 | |
| Dispositivo de aquisição dignal dinâmico | National Instruments | USB-4431 | Analógico para Digital |
| Etanol | Univar | 214 | Aviso de material: |
| Sistemas | porta-luvas | ||
| H2PtCl6 | Sigma | 334472 | Aviso de material: junta adesiva corrosiva |
| Hot melt | Solaronix | Meltronic 1170-25 | Surlyn |
| Adesivo hot melt junta | Solaronix | Meltronix 1170-60 | Surlyn |
| Placa de aquecimento | Harry Gestigkeit | PR 5 3T / PZ28-3T | |
| Placa de aquecimento | IKA | RCT básico | |
| Software de análise | de imagem National Institutes for Health | Image-J | |
| Iodo | Sigma | 326143 | Aviso de material: corrosivo |
| Gravador a laser | Universal Sistemas | PLS6WM | |
| Nitrogênio Líquido | Air Liquide | ||
| Iodeto de Lítio | Aldrich | 518018 | Aviso de material: |
| tóxico Metoxipropionitrila | Sigma | 65290 | Aviso de material: Espelho inflamável |
| Thorlabs | PF10-03-P01 | ||
| Montagem de espelho | Thorlabs | KM100 | |
| Produtos Monocromator | Spectral | CM110 | |
| Filtros de densidade neutra | Edmund Industrial Optics | 64-352 | |
| Espelho parabólico | Newport | 50329AL, 50338AL | |
| Fotodiodo | Newport | 918D-UV-OD3 | |
| Medidor de potência | Newport | 1936-C | |
| Rubrene | Sigma | 551112 | |
| Impressora de tela semiautomática | Keywell | KY-500FH | |
| Spray pirolisador | Glaskeller | ||
| Tape | 3M | Magic Tape | |
| Bloco de terminais | Jaycar | HM3194 | |
| terc-Butanol | Sigma | 360538 | Aviso de material: TiCl |
| inflamável4 | Sigma | 89545 | Aviso de material: corrosivo |
| Telha | Johnson telhas | ||
| Cortador de telha | DTA | DTA-310 | |
| TiO2 pasta | Dyesol | NR18-T-Titanium | |
| diisopropóxido bis (acetillacetonato) (75% em isopropanol) | Aldrich | 325252 | Aviso de material: |
| Ferro de solda ultrassônico | MBR | USS-9200 | |
| UV epóxi de cura | Dymax | 425 | Aviso de material: Sistema de |
| cura UV | Dymax | BlueWave 50 | |
| Espectrofotômetro UV Visível | Varian Cary | 1E | |
| Cubeta de vácuo | Bomba | de | |
| de difusão rotativa | |||
| Lâmpada Kimwipes | |||
| Xe | Energetiq | LDLSTM EQ-1500 | Fonte de luz branca |
Referências
- O'Regan, B., Grätzel, M. A low-cost, high-efficiency solar-cell based on dye-sensitized colloidal TiO2 films. Nature. 353, 737-740 (1991).
- Grätzel, M. Photoelectrochemical cells. Nature. 414 (6861), 338-344 (2001).
- Hagfeldt, A., Boschloo, G., Sun, L., Kloo, L., Pettersson, H.
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Reimpressões e permissões
