Yöntem makalesi

Bir Üçüz-üçlü Annihilation'ın Up-dönüşüm Sistemi entegre Alt-bandaralıklı Işık Boya duyarlı Solar Hücre Yanıtı arttırmak için

DOI:

10.3791/52028

⸱

12 Eylül 2014

 ,  ,  ,  , 
1ARC Centre of Excellence for Electromaterials Science (ACES), Intelligent Polymer Research Institute (IPRI), The University of Wollongong, 2School of Chemistry, The University of Sydney, 3School of Chemistry, The University of New South Wales

Bu makalede

Özet

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bir boya duyarlı güneş hücresi ve üçüz-üçüz imha yukarı dönüşüm ünitesi de içeren bir tümleşik aygıt, güneş spektrumunun daha geniş bir bölümünde, gelişmiş ışık toplamayı verecek, üretildi. Mütevazı aydınlatma düzeyleri altında, düşük enerjili fotonlar için önemli ölçüde geliştirilmiş yanıt boya duyarlı güneş hücreleri için liyakat rekor bir rakam elde, saptandı.

Özet

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Kırmızı ve kızılötesi ışık boya duyarlı güneş hücreleri (DSCs) yetersiz yanıt yüksek photocurrents ve dolayısıyla daha yüksek verimlilikleri gerçekleşmesine önemli bir engeldir. Foton yukarı dönüşüm üçlü üçlü-yok etme yolu ile (TTA-UC), zararlı bir şekilde photoanodic performansı etkilemeden, fotoakım üretmek için bu, aksi takdirde atık, düşük enerjili fotonlar kullanmak için çekici bir tekniktir. Bunların ötesinde, TTA-UC DSC teknolojisi ile bağlanması için özellikle uygun hale getirir, diğer bilgi foton yukarı dönüştürme teknolojileri farklı bir dizi özellik, yer alır. Bir paladyum porfirin hassaslaştırıcı ve rubrene yayıcı içeren bu çalışmada, yüksek performanslı, kanıtlanmış TTA-UC sistemde, entegre bir cihazın yüksek performanslı DSC (organik boya D149 kullanılarak) ile bir araya getirilmektedir. Cihaz, en yüksek fi sonuçlanan TTA-UC alt ünitesinin emme aralığı üzerinde alt-bant boşluklu bir ışığa karşı daha iyi bir yanıtı göstermektedirBugüne kadar DSC performans destekli yukarı-dönüşüm için liyakat? Güre.

Giriş

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Boya duyarlı güneş hücreleri (DSCs) uygun güneş enerjisi toplama 1-3 umut verici bir kavram olarak ilan edilmiştir. Bu coşku rağmen, yaygın ticarileştirme meydana henüz. Birkaç sebep bir baskı konu, bu cihazların 4 elde hafif hasat verimi sınırlayıcı emme başlangıç ​​nispeten yüksek enerji olmak üzere, bunun için öne sürülmüştür. Bu aşılabilir olmasına rağmen, absorpsiyon başlamasını düşürülmeye orantısız akım yoğunluğu 5, 6, herhangi bir kazanç aşındırır açık devre gerilimi bir düşüş eşlik eder.

DSC'lerde genel çalışma bir redoks mediatörü ile okside boyanın yeniden yaratmanın takip ettiği, bir yarı-iletken (tipik olarak TiO2), bir boya photoexcited elektron transferini içerir. Her ikisi de, bu işlemler, yüksek verim 7 devam etmek için önemli itici güçleri (potansiyel) gerektirecek şekilde görünür . Böyle anlamlı zararların birlikte, bu cihazlar için optimum emme başlangıçlı enerji oldukça yüksek olduğu belli olur. Benzer sorunlar etkili şarj ayırma için gereken büyük kimyasal itici güçler için bir kez daha nedeni, organik fotovoltaik (OPA), ana kadar. Buna göre, bu teknolojilerin her ikisi dayalı tek kavşak cihazlara üst güneş-to-elektrik dönüşüm verimliliği limitlerinin tahminleri geniş (etkin) bant boşlukları 4 ile emicileri içerir.

Yukarıda ortaya hafif hasat sorunun üstesinden gelmek için, bir takım yaklaşımlar atılmıştır. Bu 'üçüncü nesil' tandem yapılar 9, 10 ve foton upconversion 11-14 8 yaklaşımları içermektedir.

Son zamanlarda 11 biz sistemi dahil (TTA-UC) yukarı dönüşüm temelli bir üçlü-üçlü imha ile bir DSC çalışma ve karşıt elektrot oluşan entegre bir cihaz, raporyapısıyla ilgilidir. Bu TTA-UC eleman, aktif tabakasından geçen kırmızı ışık hasat ve kimyasal olarak DSC aktif katman tarafından emilebileceği yüksek enerjili fotonların (aşağıda daha ayrıntılı tarif edildiği gibi) dönüştürmek ve fotoakım üretmek mümkün olmuştur. Bu sistemde dikkat edilmesi gereken iki önemli nokta vardır. Öncelikle, TTA-UC diğer foton üst değiştirme sistemleri 11 üzerinde prospektif bir çok avantajı vardır; ikincisi bu noktaya TTA-UC edebiyat up eksik olmuştu TTA-UC, eklenmesi için uygun bir mimarisi (proof-of-prensibi) gösterir.

TTA-UC 15-24 'deki proses olup, aşağıda cihazın başlangıç ​​enerjisi enerji ile ışık, bu durumda, Pd porfirinler yılında' hassasiyetini moleküllerinin uyarılmasını içerir. Tekli-heyecanlı duyarlılaştırıcılar düşük enerji üçlü devlet hızlı sistemler arası geçişi tabi. Oradan da bir zemin-devlet üçlü-kabul 'yayıcı & # enerji aktarabilirsiniz8217; Böyle rubrene gibi türler, sürece transfer serbest enerji 25 ile izin verilir. Rubrene ilk triplet halinin (T1), iki üçlü eksitasyonlu rubrenes bir karşılaşma karmaşık yok edebilir, yani, onun birinci uyarılmış duruma tekli (s 1), ancak T 2 yarısından daha az enerjinin yarısından enerjisinden daha büyük olduğu oldukça yüksek bir olasılık ile bir teklisi heyecan verici molekülü (ve zemin devlet diğer) vermek. Diğer devletler, istatistiksel tahmin, büyük olasılıkla rubrene 26 için enerjik erişilemez. Tekli uyarılmış rubrene molekül, DSC, çalışan elektrot üzerinde boya uyarmak için yeterli enerjiyle (floresan göre) bir foton yayabilir. Bu işlem Animasyon 1 'de gösterilmiştir.

TTA-UC o kurs için cazip bir seçenek haline, böyle geniş bir absorpsiyon alanı ve tutarsız doğa 27, 28 gibi diğer UC sistemleri ile karşılaştırıldığında bir çok avantaj sunuyor(OPV gibi) DSC ile pling. TTA-UC nispeten düşük ışık şiddetlerinde ve diffüz aydınlatma koşullarında faaliyet kanıtlanmıştır. DSC ve OPV hem de düşük ışık yoğunluğu rejiminin en verimli. Güneş konsantrasyonu pahalı ve yüksek verimlilik, yüksek maliyetli cihazlar için sadece haklı olduğunu. Düşük yoğunluklu aydınlatma koşullarında TTA-UC sistemlerin nispeten yüksek performanslı etkileşim türleri ile temas için dağılabilen olan uzun ömürlü üçlü ülkeleri ile uyum içinde güçlü, geniş bir emme bantlı hassasiyetini kromoforları ile ilgili bir süreçte atfedilebilir . Buna ek olarak, TTA-UC kinetik bir çalışmasının 26 yüksek içsel verimine sahip olduğu bulunmuştur.

TTA-UC düşük ışık yoğunluğu çalışır rağmen, (en azından düşük ışık şiddetlerinde) gelen ışık yoğunluğu ve yayılan ışık arasında kuadratik bir ilişki hala var. Bu işlemin bimoleküler yapısından dolayıdır. Hesap etmekBu ve farklı gruplar tarafından bildirilen çeşitli deneysel koşullar (özellikle ışık yoğunluğu) için, hak ediş (FoM) sisteminin bir rakam metre upconversion tarafından sunulan performans artışı istihdam edilmelidir. Bu FoM ΔJ SC ve ʘ (genellikle Taşıyıcı üst değiştirme etkisi ile ve olmadan Verimliliği, IPCE, şarj için Olay Foton entegrasyonu ile belirlenir) kısa devre akımı artış ΔJ SC / ʘ olarak tanımlanmıştır etkili güneş olduğunu konsantrasyon 2 29 (ilgili bölgede foton akısı göre, bu hassaslaştırıcının Q-bandı soğurma olduğunu).

Burada, entegre bir DSC-TTA-UC cihaz üreten ve doğru tanımlamak için bir protokol cihazı test potansiyel tuzaklar özel dikkat, bildirilmektedir. Bu, bu alanda daha fazla çalışma için bir temel olarak hizmet umulmaktadır.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Protokol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. DSC Fabrikasyon

1.1. Çalışma Elektrot Hazırlanması

  1. F temiz bir bütün bilançosu: TARGET 2 kaplamalı cam (2.3 mm × 110 mm × 110 mm, <8 Ω / □) sabunlu su sonifikasyon sırayla tarafından, daha sonra aseton ve nihayet etanol (10 dk).
  2. TiO aşağıdaki adımları izleyerek 2 yoğun bir tabaka yatırın:
    1. Ocak (iletken tarafı yukarı) 450 ° C basınçlı hava ve ısı cam kullanılarak kuru cam.
    2. 9 oranında bir 1 etanol ile seyreltin Titanyum diisopropoxide-bis (asetilasetonat) izopropanol (ağırlıkça% 75).
    3. Cam levha üzerinde beş spreyler, ~ 100 mm'lik bir uzaklıktan ısıtıldı cam üzerine inceltilmiş solüsyon püskürtün.
    4. 12 mermi 10 saniyede bir tur püskürtün.
    5. Ocak gözü kapatmadan önce, 5 dakika daha 450 ° C'de cam tutun. Ocak gözünün üzerine camı bırakın ve yavaş yavaş oda sıcaklığına soğumaya bırakın.
  3. Üzerine cam yerleştirinekranı, yazıcı tablo (bir kez daha iletken tarafı yukarı). Ekranı takın ve cam desen hizalayın. Ekrana TiO2 salça ekleyin ve bir veya iki kat yazdırın. Iki paso halinde, baskılar arasında yazıcıdan cam plaka kaldırmak kapak ve bir sonraki katman yazdırmak için yazıcıya dönmeden önce 10 dakika boyunca 125 ° C'ye kadar, ~ 5 dakika için ısı yerleşmek için izin.
  4. Son baskı kez çalıştırmak tam bir sinter programı yapılır. 450 daha sonra, tutma, 10 ° / dakika tutun 11.7 ° / dakika tutun 12.5 ° / dakikada 5 dakika 375 ° C'ye kadar 5 dakika, 325 ° C'ye kadar 10 dakika, 150 ° C'ye kadar ısıtın elektrotlar 10.7 ° C ° / dakika ile 30 dakika, 10 ° / dk'da son olarak 500 ° C tutmak, 15 dakika tutun. Bundan sonra, oda sıcaklığına kadar yavaşça soğutulur.
  5. Conta sonra uygulanmalıdır için baskılı film çevresinde yeterli oda var sağlamak tek tek elektrotlar içine master plaka kesmek. Sıkıştırılmış havayı kullanarak herhangi bir cam kırıkları çıkarın.
  6. 20 mM TiCI4 elektrotlar daldırın çözeltisi (sulu) hazırlandı., gevşek kapak ve önceden ısıtılmış bir fırın (30 dakika boyunca 70 ° C) bir yerde kap. Akışla damıtıldı, 30 dakika boyunca 500 ° C'de bir kez daha tamamen ve sinter elektrotları yıkayın.
  7. Sonra, 0.5 mm'lik bir boya çözeltisi içindeki elektrotlar daldırın altında 100 ° C'ye kadar soğutuldu. Tertbutanol: Bu durumda kullanımda asetonitril, D149 içinde (1: 1).
  8. Boyamadan sonra, O / N elektrotlar ve ~ 30 saniye ve daha sonra 30 saniye boyunca oturmasına izin asetonitril içinde sert biçimde yıkayın. Durulama banyosundan elektrotlar çekilme ve basınçlı hava ile kurulayın.

1.2. Sayaç Elektrot Hazırlanması

  1. 2,3 mm F başka Yaprak: TARGET 2 bardak 18.3 mm içine 27.5 mm parçalar ×.
  2. Su sayacı elektrodu daldırın ve köşede küçük bir delik (φ = 1 mm, her köşeden 2,5 mm) küçük bir tezgah matkap monte elmas uçlu diş çapak kullanarak, bir dolgu liman olarak kullanmak için.
  3. Bölüm 1.1 uyarınca Temiz karşı elektrot.1
  4. Iletken tarafı yukarı bir çini kuru karşı elektrot ve yer. Platinik asit çözeltisi (H2 PtCl 6, etanol içinde 10 mM), bir damla uygulayın ve bir pipet ucu ile yayılır. 15 dakika boyunca önceden ısıtılmış (400 ° C) ocak gözünün üzerine yerleştirin karo. Bundan sonra, cam ve kiremit kaldırmak ve bir bankta soğumasını bekleyin.

1.3. Reflektör

  1. Karşı elektrot (bölüm 1.2.2) gibi aynı tekniği kullanarak, 27.5 mm × 18.3 mm iletken olmayan 2 mm cam bir parça kesin ve uzun kenarından bitişik köşelerinde iki delik.
  2. Bir kez yukarıdaki gibi aynı protokolü kullanarak temiz bir cam, (1.1.1)
  3. Düşük kalıntı bant kullanarak, üç taraftan tezgah temiz, kuru cam bantlayın. Al 2 O 3 macun bir damla (Al 2 O 3 + 1 ml etanol içinde 0,3 um koloidal Al 2 O 3 parçacıklar, 2 ml, 2.0 g) uygulayın ve bir cam çubuk ile aşağı çekilmektedir.
  4. Film, kuru bandı ve si çıkarmak için izin ver30 dakika boyunca 500 ° C de ara tabanlı cam.

1.4. Cihaz Montaj

  1. Sıcak erimiş yapışkan conta iki toplu kesin.
    Not: ilk olarak, DSC, 25 mikron kalınlığında ve 17 mm x 8 mm, iç boyutları 21 mm x 12 mm dış boyutlara sahiptir. Sn, üst değiştirme odası için 120 mikron kalınlığında vermek için iki büklüm 60 mikron conta malzeme kullanır. Katlandığında, bu conta 17 mm × 21 mm iç boyutları ve 25 mm × 21 mm dış ölçülere sahiptir.
  2. Dolum bağlantı sağlanması erişilebilir, sayıcı elektrod köşesinde birinci conta yerleştirin. Basılı bölge, contanın iç tamamen öyle ki bu fazla çalışma elektrodu ve iyi bir sızdırmazlık elde edilir.
  3. Bir ocak (120 ° C) bu derleme taşıyın ve conta ıslatır cam yüzeyler görsel olarak görülebilir conta yumuşar ve erir kadar basınç uygulayın. Düzeneğini çıkarın ve soğumaya bırakın.
  4. Yerreflektör üzerinde ikinci conta, tekrar sağlanması doldurma portu kapsamında değildir. Basılı alan baskılı alümina reflektör önünde doğrudan olduğu gibi üstüne DSC yerleştirin. Basınç uygularken conta bölümünde 1.4.3 gibi, yumuşatır ve yapıştığı kadar tekrar, cihazı ısıtın. Bu tertibat, Şekil 1 'de gösterilmiştir.

1.5. Kaviteler Dolum

  1. 0.1M Lil, 0.6 M 1,2-dimetil-3-propylimidazolium iyodür ve methoxypropionitrile içinde 0.05 M iyot bir elektrolit çözeltisi hazırlanır.
  2. Karşı elektrot yukarı bakacak, ekli vakum tüp ile küçük bir plastik kap içinde yerleştiriniz.
  3. Deliğin üzerine elektrolit solüsyonu ve üstte bir cam parçasının bir damla koyun. Boşluğuna elektrolit çekecek olan bırakmadan önce, DSC boşluğundan havayı çıkarmak için bir kaç saniye için vakum uygulayın.
  4. Bir alüminyum folyo üzerine sıcak eriyik ile lamine conta malzemesi contaları hazırlayın. Bir ocak, GASK bu bırakınve maddi tarafı yukarı. ~ 5 saniye boyunca conta malzemesine karşı presleme düzeni tarafından sızdırmaz daha sonra, iyice karşı elektrot arkasını temizleyin.
  5. Pd boya 0.6 mM eriterek TTA-UC çözüm hazırlayın (tetrakis(3,5-di-tert-butylphenyl)-6'-amino-7'-nitro-tetrakisquinoxalino[2,3-b'7,8-b''12,13-b'''17,18-b''''-porphyrinato) paladyum (II)) ile benzen içinde 22 mM rubrene. İyice üç sıvı azot dondurma-pompası-ergime çemberi kullanılarak bu çözüm havasını.
  6. Bir torpido gözü içerisindeki kılcal güçleri onu üzerinden çizmek için izin, geri boşluğuna TTA-UC çözüm tanıtmak. Dolunca, bir kez daha iyice yüzeyini temizlemek ve alüminyum destekli conta malzemesi başka bir parça kullanılarak mühür.

2. Ölçüm

2.1. Elektrik İletişim

  1. Maruz F lehim uygulamayın: sonik havya ve uygun lehim kullanarak çalışan ve elektrotlar SnO 2.
  2. Normal lehim kullanarak anot için teller ve katot takın.
  3. UV kenarlarını açmak için iyileştirilebilir epoksi uygulayın.
    Not: Bu, oksijen giriş ve çözücü buharlaştırma karşı cihazın ikinci bir kapsülleme olarak hizmet yanı sıra, cihaz, bilhassa da tel bağlantı sağlamlığını artırmak için yapılır.
  4. Bir terminal bloktan bir açık uçlu BNC kablosu için anot ve katot tel takın.

2.2. IPCE Ölçme Ayarları

  1. Şekil 2'de şematik olarak gösterilmiştir kurulumu kullanarak, bir hücre tutucuya entegre cihazı monte edin.
  2. Ayarlanabilir montaj üzerinde bir ayna aracılığıyla bir 670 nm sürekli dalga lazer ışınının ('pompa ışın') ile entegre aygıtta (~ 2 mm × 1 mm) bir bölümünü aydınlatmak.
  3. ('Prob ışın') tutarsız yarı-monokromatik ışık ile entegre TTA-UC DSC aydınlatmak, bir Xe lamba kullanılarak oluşturulan 405 nm longpass filtresi aracılığıyla ilk geçti, sonra bir Chopper 29 Hz, monokromotor, (bir ~ 4% ışın ayırıcı olarak kullanılır) açılı bir cam slayt ve bir parabolik ayna çalışan çark. Olay, incelenen pervane DSC aktif tabakayı sadece UC tabaka aydınlatmak etmez böyle bir açıda olduğunda pompa kiriş, heyecan verici bir UC tabakası ile TTA-UC katmanındaki bir arka plan üçlü popülasyonunu üretmek.
  4. Ayarlanabilir ayna monte kullanarak TTA-UC katmanda pompa ve sonda kiriş hizalayın. Dinamik bir sinyal toplama aygıtı, akım amplifikatörü ve ev kontrol yazılımı kullanılarak, 5 nm artışlarla görülebilir spektrumda bulunan tarandığında probu tarafından üretilen kısa devre akımı ölçün.
  5. Aynı zamanda, bir güç ölçer ve sinyal veri toplama cihazına beslenen analog çıktısıyla birlikte bir foto diyot ile cam slayt yansıyan prob ışınının kuvvet değişimini kaydedin. Yazılım prob değişim ile cihazdan J SC düzeltin.
  6. Hafif ayarlanabilir ayna kullanarak pompa ışını yerini montaj, bu sayede kalınlık artmakta sistemi kirişe bitişik cihazın aktif tabakayı vurur. Kaymış pompa ve sonda kiriş ile ölçümü tekrarlayın.
  7. Gürültü oranı daha iyi bir sinyal için aynı konumlarda hizalama ve iyi hizalanmadığı ölçümlerin altı setleri kaydedin.
  8. 670 nm bilinen yayınlar ile pompa ışın farklı nötral yoğunluk filtreleri koyarak pompa ışın yoğunluğunu azaltmak ve yoğunluklarına bir dizi için 2.2.7 için adımları 2.2.4 tekrarlayın.
  9. Aktif pompa ışın kaynağı olmaksızın tümleşik aygıt J SC ölçün.
  10. Örnek pozisyonuna yerleştirerek fotodiyot fotodiyot tarafından üretilen akım ile ilgili olarak DSC sistemi güç olayı ölçün.
  11. Iletim spektrumunu T DSC elde etmek için UV Görünür Spektrofotometre kullanılarak kaldırıldı UC odası ile çalışılan cihazın iletimini ölçün.
    NOT: Bu dönüşümlü adımları 1.4 ve 1.5 arasında yapılabilir.
"> 2.3. Pompa Kaynak Karakterizasyonu

  1. (Bölüm 2.2.10 olarak tarif edilmiştir) fotodiyot ve güç ölçer kullanılarak, her bir ikinci filtreleme durum için DSC pozisyonda pompa ışın gücünü ölçmek.
  2. TTA katman deney sırasında nerede eşdeğer bir pozisyonda ızgara kağıt parçası yansıtılıyormuş pompa ışınının bir fotoğrafını alın. Kamera dedektör doymasını önlemek için gerekli sert bir şekilde ışını zayıflatır. Pompa nokta boyutunu belirlemek için bu görüntü ve görüntü analizi yazılımı kullanın.

3. Veri işleme

3.1. 1 nm Artımları'ndan Tüm Veri interpolate.

3.2. IPCE Belirlenmesi

  1. Prob fotodiyod (I) tarafından üretilen akım, güç ve ölçülen elektrik yükü (q) 'den entegre donatımı üzerine gelen foton akısı (φ) hesaplayınız:
  2. Devi dönüştürülen elektron verimliliği hücre olay foton (IPCE 0) hesaplayınPompa aydınlatma ve prob akı olmadan J SC ölçümünden ce.
  3. Pompa ve sonda hizalanmış ve yukarı-çevirici aktive göreli donanımlar elde etmek hizadan ile ölçümler arasındaki oranları alın.
  4. Güneş konsantrasyon faktörü belirlenmesi
  5. Σ, soğurma bölümüne hassaslaştırıcının sönüm katsayısı dönüştürün.
  6. Her dalga boyunda güneş spektrumundan DSC, geçirgenlik ve hassaslaştırıcı (σ) foton akış yoğunluğu ürünlerinin alarak ve toplanmasıyla standart AM1.5G güneş spektrumu, (k φ) kapsamında hassaslaştırıcının uyarma hızını elde edilir duyarlaştırıcıdan Q-bandı emilimi genelinde ürünleri, tipik olarak 600 nm ila 750 nm.
  7. Pompa kaynağı, farklı nötral yoğunluk filtreleri ile pompanın foton akı yoğunluklarının yetkileri ve spot boyutu, hesaplayın. Daha sonra akı yoğunluklarının ürünleri, DSC iletimi ve hassaslaştırıcı de sunar670 nm pompa uyarma oranları elde etmek.
  8. AM1.5G koşullar altında uyarma hızı pompa hızının tahrik oranı, güneş konsantrasyon faktörü (ʘ) hesaplayın.

3.3. Montaj Modeli ve Merit Tespiti Figürler

  1. Göreceli donanım = 1 + sabit × [(σ σ prob × pompa) / (σ pompa + σ sonda)] × (T DSC / IPCE 0) deneysel geliştirme sonuçlarının üzerine, σ pompa ve σ sonda modeli Fit Pompa ve prob dalga boylarına göre enine kesitleridir; σ pompa her pompa yoğunluğu için sabittir ve σ prob dalgaboyuna bağlı olarak değişir.
  2. IPCE UC ve IPCE 0 ve güneş akı densit arasındaki farklardan üst değiştirme etkisi (ΔJ SC) elde J SC geliştirme tahminY.
  3. TTA-UC düşük uyarım yoğunlukta güç girişi üzerinde bir kuadratik bağımlılığı beri, güneş konsantrasyon faktörünün karesi ile ΔJ SC normalize ederek FOM hesaplayın.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Sonuçlar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Şekiller 3A - etkisi aşağıda daha ayrıntılı olarak ele D ekran geliştirmesidir tepkileri, farklı ölçüm koşulları altında ölçülmüştür. Ham akım yoğunluğu donanımlarının bakıldığında Şekil 4A ve 4B 'de gösterilen sonuçlar tepe akımı geliştirme ve aktif tabaka boyunca nakil ile zayıflatılmış hassaslaştırıcının absorpsiyon spektrumu, tam uyan IPCE artmasıyla birlikte, upconversion için sorumlu olduğu açık olmalıdır DSC.

Pompa la...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Tartışma

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu protokol kadar dönüşüm geliştirilmiş DSC ve ayrıntılı doğru böyle bir cihaz ölçmek için nasıl foton elde etmek için bir araç sağlar. Beklenen ΔJ SC iyileştirmeler basit hesaplama 1 güneş de dahil olmak üzere farklı ışık şiddetlerinde beklenen için FoM sağlar. Sistem kendi doyma eşiği 33 altında olduğunda Burada gösterilen değerler beklenti başı olarak, ışık şiddeti (Şekil 4 ek) ile değişmez vardır. FOM ile, kolayca karşılaştırılmasını sağlar TTA-UC veya diğer lineer olmayan UC s...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Açıklamalar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Açıklanacak bir şey yok.

Teşekkürler

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

A.N., Avustralya Yenilenebilir Enerji Ajansı (ARENA) ve Avustralya Ulusal Üretim Tesisi'nin (ANFF) katkılarını kabul eder. Bu araştırma projesi, Yeni Güney Galler Hükümeti ve Sidney Üniversitesi'nin katkılarıyla Avustralya Güneş Enstitüsü (6-F020 ve A-023) tarafından finanse edilmektedir. Bu araştırmanın bazı yönleri, Avustralya Araştırma Konseyi'nin Keşif Projeleri finansman programı (DP110103300) kapsamında desteklenmiştir. Ekipman, Avustralya Araştırma Konseyi'nin (LE0668257) desteğiyle satın alındı.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
(tetrakis(3,5-di-tert-butilfenil)-6'-amino-7'-nitro-tetrakisquinoxalino[2,3-b'7,8-b''12,13-b'''17,18-b'''-porphyrinato) paladyum(II))evdeChem. Commun., 4851– 4853 (2007)
1,2-dimetil-3-propimidazolyum iyodürSolaronix33150Malzeme uyarısı: Tahriş edici
405 nm uzun geçiren filtreSemrockBLP01-405R-25-670
nm lazerThorlabsLDS5 + CPS198-Aseton
ChemsupplyAA008-20LPMalzeme uyarısı: Yanıcı
AsetonitrilSigma271004Malzeme uyarısı: Yanıcı
AlüminaAlfa Aesar12733
AlüminaLeeco810-782
Geri doldurma haznesiSistema1303Klip it round, modifiye
BenzenScharlauBE0033Malzeme uyarısı: Zehirli
BNC kablosuJaycarRG- 59U
CerasolzerMBRCS186
Doğrayıcı tekerlekThorlabsMC1000A
Evde kontrol yazılımıLabVIEW
Akım AmplifikatörüStandford Research SR 570
D149 boya1mOSO149
Diş çapağıÖncelikli diş malzemeleri835.104.008
DeterjanPalmoliveOrijinal
Elmas tekerlekFrameco14220
MatkapDremmel220
Dinamik dijital toplama cihazıUlusal EnstrümanlarUSB-4431Analogdan Dijitale
EtanolUnivar214Malzeme uyarısı: Yanıcı
TorpidoIT sistemleri
H2PtCl6Sigma334472Malzeme uyarısı: aşındırıcı
Sıcakta eriyen yapışkan contaSolaronixMeltronic 1170-25Surlyn
Sıcakta eriyen yapıştırıcı contaSolaronixMeltronix 1170-60Surlyn
Ocak GözüHarry GestigkeitPR 5 3T / PZ28-3T
Ocak GözüIKARCT temel
Görüntü analiz yazılımıUlusal Sağlık EnstitüleriImage-J
İyotSigma326143Malzeme uyarısı: aşındırıcı
Lazer gravür makinesiEvrensel Lazer SistemlerPLS6WM
Sıvı AzotHava Sıvı
Lityum İyodürAldrich518018Malzeme uyarısı: toksik
MetoksipropionitrilSigma65290Malzeme uyarısı: Yanıcı
AynaThorlabsPF10-03-P01
Ayna montajıThorlabsKM100
MonokromatörSpektral Ürünler CM110
Nötr yoğunluk filtreleriEdmund Endüstriyel Optik64-352
Parabolik aynaNewport50329AL, 50338AL
FotodiyotNewport918D-UV-OD3
Güç ölçerNewport1936-C
RubreneSigma551112
Yarı otomatik ekran yazıcısıKeywellKY-500FH
Sprey pirolizatörGlaskeller
Bant3MSihirli Bant
Terminal bloğuJaycarHM3194
tert-ButanolSigma360538Malzeme uyarısı: Yanıcı
TiCl4Sigma89545Malzeme uyarısı: aşındırıcı
FayansJohnson fayans
Fayans kesiciDTADTA-310
TiO2 macunDyesolNR18-T-Titanyum
diizopropoksit bis (asetilasetonat) (izopropanol içinde% 75)Aldrich325252Malzeme uyarısı:
Yanıcı Ultrasonik havyaMBRUSS-9200
UV kür epoksiDymax425Malzeme uyarısı: Tahriş edici
UV kürleme sistemiDymaxBlueWave 50
UV Görünür SpektrofotometreVarian Cary1E
Vakumlu küvetÖzelyapım Özel yapım
Vakum pompasıDöner destekli difüzyon pompası
MendilKimtech34120KCKimwipes
Xe lambaEnergetiq LDLSTM EQ-1500Beyaz ışık kaynağı
gözü

Kaynaklar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  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).

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Yeniden basım ve izinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste

İzin iste

Etiketler

Boya Duyarl G ne H creleriBant Aral Alt I k Yan tPaladyum Porfirin Duyarla t r cRubren Yay cOrganik Boya D149ift Hazneli D zenekGelen Foton Ak m Verimlili iPompa I n Tekni iElektriksel Kontak Olu umu

İlgili makaleler