Name: integrating a triplet-triplet annihilation up-conversion system to enhance dye-sensitized solar cell response to sub-bandgap light
Uploaded: 2014-09-12T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Integrating a Triplet-triplet Annihilation Up-conversion System to Enhance Dye-sensitized Solar Cell Response to Sub-bandgap Light at JoVE.com

A.N. acknowledges contributions from the Australian Renewable Energy Agency (ARENA) and the Australian National Fabrication Facility (ANFF). This research project is funded by the Australian Solar Institute (6-F020 and A-023), with contributions from The New South Wales Government and the University of Sydney. Aspects of this research were supported under Australian Research Council&#8217;s Discovery Projects funding scheme (DP110103300). Equipment was purchased with support from the Australian Research Council (LE0668257).

ייצור .1 DSC 1.1. העבודה אלקטרודה הכנה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סדין נקי אחד שלם של F: Sno 2 זכוכית מצופה (110 מ&quot;מ × 110 מ&quot;מ × 2.3 מ&quot;מ, &lt;8 Ω / □) על ידי ברצף sonication במי סבון, אז אצטון ולבסוף אתנול (10 דקות כל אחד). </...

<ol>
	<li>O'Regan, B., Gr&#228;tzel, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+low-cost,+high-efficiency+solar-cell+based+on+dye-sensitized+colloidal+TiO2+films.">A low-cost, high-efficiency solar-cell based on dye-sensitized colloidal TiO2 films.</a> Nature. 353, 737-740 (1991).</li><li>Gr&#228;tzel, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photoelectrochemical+cells.">Photoelectrochemical cells.</a> Nature. 414 (6861), 338-344 (2001).</li><li>Hagfeldt, A., Boschloo, G., Sun, L., Kloo, L., Pettersson, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dye-Sensitized+Solar+Cells.">Dye-Sensitized Solar Cells.</a> Chem. Rev. 110 (11), 6595-6663 (2010).</li><li>Tayebjee, M. J. Y., Hirst, L. C., Ekins-Daukes, N. J., Schmidt, T. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+efficiency+limit+of+solar+cells+with+molecular+absorbers:+A+master+equation+approach.">The efficiency limit of solar cells with molecular absorbers: A master equation approach.</a> J. Appl. Phys. 108, 124506 (2010).</li><li>Daeneke, T., Gr&#228;f, K., Watkins, S. E., Thelakkat, M., Bach, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Infrared+Sensitizers+in+Titania-Based+Dye-Sensitized+Solar+Cells+using+a+Dimethylferrocene+Electrolyte.">Infrared Sensitizers in Titania-Based Dye-Sensitized Solar Cells using a Dimethylferrocene Electrolyte.</a> ChemSusChem. 6, 2056-2060 (2013).</li><li>Tian, H. N., Yang, X., Chen, R., Hagfelt, A., Sun, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+metal-free+"black+dye"+for+panchromatic+dye-sensitized+solar+cells.">A metal-free "black dye" for panchromatic dye-sensitized solar cells.</a> Energ. Environ. Sci. 2 (6), 674-677 (2009).</li><li>Daeneke, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dye+Regeneration+Kinetics+in+Dye-Sensitized+Solar+Cells.">Dye Regeneration Kinetics in Dye-Sensitized Solar Cells.</a> J. Am. Chem. Soc. 134 (41), 16925-16928 (2012).</li><li>Green, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Third Generation Photovoltaics: Advanced Solar Energy Conversion. , (2003).</li><li>He, J. J., Lindstr&#246;m, H., Hagfeldt, A., Lindquist, S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dye-sensitized+nanostructured+p-type+nickel+oxide+film+as+a+photocathode+for+a+solar+cell.">Dye-sensitized nanostructured p-type nickel oxide film as a photocathode for a solar cell.</a> J. Phys. Chem. B. 103 (42), 8940-8943 (1999).</li><li>Nattestad, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Highly+efficient+photocathodes+for+dye-sensitized+tandem+solar+cells.">Highly efficient photocathodes for dye-sensitized tandem solar cells.</a> Nat. Mater. 9 (1), 31-35 (2010).</li><li>Nattestad, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dye-Sensitized+Solar+Cell+with+Integrated+Triplet-Triplet+Annihilation+Upconversion+System.">Dye-Sensitized Solar Cell with Integrated Triplet-Triplet Annihilation Upconversion System.</a> J. Phys. Chem. Lett. 4 (12), 2073-2078 (2013).</li><li>Liu, M., Lu, Y., Xie, Z. B., Chow, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhancing+Near-Infrared+Solar+Cell+Response+Using+Upconverting+Transparent+Ceramics.">Enhancing Near-Infrared Solar Cell Response Using Upconverting Transparent Ceramics.</a> Sol. Energ. Mat. Sol. C. 95, 800-803 (2011).</li><li>Shan, G. B., Demopolous, G. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Near-Infrared+Sunlight+Harvesting+in+Dye-Sensitized+Solar+Cells+Via+the+Insertion+of+an+Upconverter-TiO2+Nanocomposite+Layer.">Near-Infrared Sunlight Harvesting in Dye-Sensitized Solar Cells Via the Insertion of an Upconverter-TiO2 Nanocomposite Layer.</a> Adv. Mater. 22, 4374-4377 (2010).</li><li>Yuan, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+Colloidal+Upconversion+Nanocrystals+for+Energy+Relay+Solar+Cell+Light+Harvesting+in+the+Near-Infrared+Region.">Use of Colloidal Upconversion Nanocrystals for Energy Relay Solar Cell Light Harvesting in the Near-Infrared Region.</a> J. Mater. Chem. 22, 16709-16713 (2012).</li><li>Cheng, Y. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+Approaches+to+Third+Generation+Photovoltaics:+Photochemical+Up-conversion.">Molecular Approaches to Third Generation Photovoltaics: Photochemical Up-conversion.</a> Next Generation (Nano) Photonic and Cell Technologies for Solar Energy Conversion. , 7772-7777 (2010).</li><li>Parker, C. A., Hatchard, C. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Delayed+Fluorescence+from+solutions+of+Anthracene+and+Phenanthracene.">Delayed Fluorescence from solutions of Anthracene and Phenanthracene.</a> P. R. Soc. London. 269, 574-584 (1962).</li><li>Zhao, J., Ji, S., Guo, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Triplet-Triplet+Annihilation+Based+Upconversion:+From+Triplet+Sensitizers+and+Triplet+Acceptors+to+Upconversion+Quantum+Yields.">Triplet-Triplet Annihilation Based Upconversion: From Triplet Sensitizers and Triplet Acceptors to Upconversion Quantum Yields.</a> RSC Adv. 1, 937-950 (2011).</li><li>Singh-Rachford, T. N., Castellano, F. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photon+Upconversion+Based+on+Sensitized+Triplet-Triplet+Annihilation.">Photon Upconversion Based on Sensitized Triplet-Triplet Annihilation.</a> Coordin. Chem. Rev. 254, 2560-2573 (2010).</li><li>Baluschev, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Up-Conversion+Fluorescence:+Noncoherent+Excitation+by+Sunlight.">Up-Conversion Fluorescence: Noncoherent Excitation by Sunlight.</a> Phys. Rev. Lett. 97, 143903 (2006).</li><li>Ceroni, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Energy+Up-Conversion+by+Low-Power+Excitation:+New+Applications+of+an+Old+Concept.">Energy Up-Conversion by Low-Power Excitation: New Applications of an Old Concept.</a> Chem. Eur. J. 17, 9560-9564 (2011).</li><li>Penconi, M., Ortica, F., Elisei, F., Gentili, P. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+Molecular+Pairs+for+Low+Power+Non-Coherent+Triplet-Triplet+Annihilation+Based+Upconversion:+Dependence+on+the+Triplet+Energies+of+Sensitizer+and+Emitter.">New Molecular Pairs for Low Power Non-Coherent Triplet-Triplet Annihilation Based Upconversion: Dependence on the Triplet Energies of Sensitizer and Emitter.</a> J. Lumin. 135, 265-270 (2013).</li><li>Liu, Q., Yang, T., Feng, F., Li, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Blue-Emissive+Upconversion+Nanoparticles+for+Low-Power-Excited+Bioimaging+in+Vivo.">Blue-Emissive Upconversion Nanoparticles for Low-Power-Excited Bioimaging in Vivo.</a> J. Am. Chem. Soc. 134, 5390-5397 (2012).</li><li>Simon, Y. C., Weder, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Low-Power+Photon+Upconversion+through+Triplet-Triplet+Annihilation+in+Polymers.">Low-Power Photon Upconversion through Triplet-Triplet Annihilation in Polymers.</a> J. Mater. Chem. 22, 20817-20830 (2012).</li><li>Jankus, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Energy+Conversion+via+Triplet+Fusion+in+Super+Yellow+PPV+Films+Doped+with+Palladium+Tetraphenyltetrabenzoporphyrin:+a+Comprehensive+Investigation+of+Exciton+Dynamics.">Energy Conversion via Triplet Fusion in Super Yellow PPV Films Doped with Palladium Tetraphenyltetrabenzoporphyrin: a Comprehensive Investigation of Exciton Dynamics.</a> Adv. Funct. Mater. 23, 384-393 (2013).</li><li>Cheng, Y. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Entropically+Driven+Photochemical+Upconversion.">Entropically Driven Photochemical Upconversion.</a> J. Phys. Chem. A. 115, 1047-1053 (2011).</li><li>Cheng, Y. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kinetic+Analysis+of+Photochemical+Upconversion+by+Triplet-Triplet+Annihilation:+Beyond+Any+Spin+Statistical+Limit.">Kinetic Analysis of Photochemical Upconversion by Triplet-Triplet Annihilation: Beyond Any Spin Statistical Limit.</a> J. Phys. Chem. Lett. 1 (12), 1795-1799 (2010).</li><li>Baluschev, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Upconversion+with+ultrabroad+excitation+band:+Simultaneous+use+of+two+sensitizers.">Upconversion with ultrabroad excitation band: Simultaneous use of two sensitizers.</a> Appl. Phys. Lett. 90, 181103 (2007).</li><li>Borjesson, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photon+upconversion+facilitated+molecular+solar+energy+storage.">Photon upconversion facilitated molecular solar energy storage.</a> J. Mater. Chem. A. 1, 8521-8524 (2013).</li><li>Cheng, Y. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improving+the+light-harvesting+of+amorphous+silicon+solar+cells+with+photochemical+upconversion.">Improving the light-harvesting of amorphous silicon solar cells with photochemical upconversion.</a> Energ. Environ. Sci. 5 (5), 6953-6959 (2012).</li><li>Dominici, L., Kosyachenko, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dye-Sensitized+Solar+Cells:+Basic+Photon+Management+Strategies.">Dye-Sensitized Solar Cells: Basic Photon Management Strategies.</a> Solar Cells - Dye-Sensitized Devices. , 291 (2011).</li><li>Schulze, T. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photochemical+Upconversion+Enhanced+Solar+Cells:+Effect+of+a+Back+Reflector.">Photochemical Upconversion Enhanced Solar Cells: Effect of a Back Reflector.</a> Aust. J. Chem. 65 (5), 480-485 (2012).</li><li>Schulze, T. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Efficiency+Enhancement+of+Organic+and+Thin-Film+Silicon+Solar+Cells+with+Photochemical+Upconversion.">Efficiency Enhancement of Organic and Thin-Film Silicon Solar Cells with Photochemical Upconversion.</a> J. Phys. Chem. C. 116 (43), 22794-22801 (2012).</li><li>Haefele, A., Blumhoff, B., Khnayzer, R. S., Castellano, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Getting+to+the+(Square)+Root+of+the+Problem:+How+to+Make+Noncoherent+Pumped+Upconversion+Linear.">Getting to the (Square) Root of the Problem: How to Make Noncoherent Pumped Upconversion Linear.</a> J. Phys. Chem. Lett. 3, 299-303 (2012).</li><li>Lewitzka, F., L&#246;hmannsr&#246;ben, H. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Investigation+of+Triplet+Teracene+and+Triplet+Rubrene+in+Solution.">Investigation of Triplet Teracene and Triplet Rubrene in Solution.</a> Z. Phys. Chem. 150, 69-86 (1986).</li><li>Ventura, B., Esposti, A. D., Koszarna, B., Gryko, D. T., Flamigni, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photophysical+characterization+of+free-base+corroles,+promising+chromophores+for+light+energy+conversion+and+singlet+oxygen+generation.">Photophysical characterization of free-base corroles, promising chromophores for light energy conversion and singlet oxygen generation.</a> New J. Chem. 29, 1559-1566 (2005).</li><li>MacQueen, R. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanostructured+upconverters+for+improved+solar+cell+performance.">Nanostructured upconverters for improved solar cell performance.</a> Proceedings SPIE. 8824, 882408-882409 (2013).</li><li>Yella, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Porpyrin-sensitized+Solar+Cells+with+Cobalt+(II/III)-based+redox+electrolyte+exceed+12+percent+efficiency.">Porpyrin-sensitized Solar Cells with Cobalt (II/III)-based redox electrolyte exceed 12 percent efficiency.</a> Science. 334, 629-634 (2011).</li></ol>

פרוטוקול זה מספק אמצעי להשגת פוטון את המרה DSC משופר ופירוט על איך למדוד את מכשיר כזה בצורה נכונה. FoM מאפשר חישוב הפשוט של שיפורי SC ΔJ צפויים להיות צפוי בעוצמות אור שונות, ובכלל זה בשמש 1. הערכים המוצגים כאן הם בלתי משתנה עם עוצמת אור (הבלעה של איור 4), כמו לכ?...

תאים רגישים, צבע שמש (DSCs) כבר הכריזו כמושג מבטיח באוסף אנרגיה סולארית זול 1-3. למרות התלהבות זו, מסחור נרחב טרם להתרחש. מספר הסיבות היה לשים קדימה לזה, עם נושא לחיצה על אחד להיות גבוהה יחסית האנרגיה של תחילת הקליטה, המגביל את יעילות קצירת אור ההשגה של מכשירים אלה 4. למרות שזה יכול להיות להתגבר, הורדת תחילת הקליטה מלווה בדרך כלל על ידי ירידה במתח במעגל פתוח, אשר באופן לא פרופורציונאלי שוחקת את רווחים כלשהם בצפיפות 5 נוכחית, 6. הפעולה הכללית של DSCs כרוך העברת אלקטרונים מצבע photoexcited למוליכים למחצה (בדרך כלל Tio 2), ואחריו את ההתחדשות של צבע חמצון על ידי מתווך חיזור. שני תהליכים אלה מופיעים לדורשים כוחות משמעותיים נהיגה (פוטנציאלי) על מנת להתקדם עם יעילות גבוהה 7 </sup&gt;. עם הפסדים הגלומים כה משמעותיים, הוא הופך להיות ברור כי תחילת הקליטה האופטימלית עבור התקנים אלה היא גבוהה באופן סביר באנרגיה. בעיות דומות קיימות עבור photovoltaics האורגני (OPV), עקב שוב לכוחות מניעים כימי הגדולים הנדרשים להפרדת תשלום יעילה. בהתאם לכך, תחזיות של גבולות יעילות המרה העליונים שמש לחשמלית להתקני צומת יחידים המבוססים על שני הטכנולוגיות הללו כרוכים בבולמים עם פערים רחבים להקה (בתוקף) 4. על מנת להתגבר על הבעיה קצירת האור שהועלתה לעיל, מספר גישות ננקטו. זה כולל את &#39;הדור השלישי&#39; 8 גישות של מבני טנדם 9, 10 והעלאת תדר פוטון 11-14. לאחרונה 11 דיווחנו מכשיר משולב מורכב מהאלקטרודה העבודה DSC ודלפק, עם השמדת שלישייה שלישייה מבוססת עד המרה (TTA-UC) מערכת משולבת בלמבנה. אלמנט TTA-UC זה היה מסוגל לקצור אור אדום מועבר דרך השכבה הפעילה וכימי להמיר אותו (כפי שמתואר בפירוט בהמשך) לפוטוני אנרגיה גבוהים יותר אשר יכולים להיקלט על ידי השכבה הפעילה של DSC וליצור פוטוני. ישנן שתי נקודות חשובות לציין על מערכת זו. ראשית, יש TTA-UC יתרונות רבים פוטנציאליים על פני מערכות העלאת תדר פוטון אחרות 11; שנית הוא מדגים ארכיטקטורה אפשרית (הוכחה של עיקרון) להתאגדות של TTA-UC, שהיה חסרים בספרות עד TTA-UC לנקודה ש. התהליך של TTA-UC 15-24 כרוך העירור של מולקולות &quot;sensitizer &#39;, במקרה זה פורפירינים Pd, על ידי אור עם אנרגיה מתחת לאנרגית תחילת ההתקן. הרגישות לגופייה-נרגשת לעבור מעבר intersystem מהיר למדינת השלישייה הנמוכה ביותר באנרגיה. משם, הם יכולים להעביר אנרגיה ל&#39;פולט לקבל שלישיית קרקע מדינה &amp; #8217; מינים כגון rubrene, כל עוד ההעברה מותרת על ידי אנרגיה חופשית 25. מדינת השלישייה הראשונה של rubrene (T 1) היא גדולה יותר ממחצית האנרגיה של המדינה הראשונה שלה גופייה נרגשת (S 1), אך פחות ממחצית האנרגיה של T 2, כלומר מורכב מפגש של שתי rubrenes שלישייה-נרגשת יכול להשמיד ל לתת מולקולה אחת גופייה נרגשת פולט (ואחרת במצב היסוד) בהסתברות גבוהה למדי. מדינות אחרות, צפוי סטטיסטי, הן ככל הנראה במרץ נגישים לrubrene 26. מולקולת rubrene הנרגש הגופייה אז יכולה לפלוט פוטונים (כמו לכל הקרינה) עם מספיק כדי להלהיב את הצבע על האלקטרודה העבודה של DSC אנרגיה. תהליך זה מוצג ב1 אנימציה. TTA-UC מציע מספר היתרונות בהשוואה למערכות UC אחרים, כגון: טווח קליטה רחב וטבע מבולבל 27, 28, מה שהופך אותו לאופציה אטרקטיבית עבור coupling עם DSC (כמו גם OPV). TTA-UC הודגם פועל בעוצמות אור נמוכות יחסית ובתנאי תאורה מפוזרים. DSC וOPV שניהם יעיל ביותר במשטר עוצמת האור הנמוך. ריכוז שמש הוא יקר ורק מוצדק ליעילות גבוהה, מכשירי עלות גבוהים. הביצועים גבוהים יחסית של מערכות TTA-UC בתנאי תאורה נמוכים עצימות ניתן לייחסו לתהליך הכרוך chromophores sensitizer עם להקות קליטה חזקות, רחבות בתיאום עם מדינות שלישייה חיים ארוכות אשר מסוגלים לשדר על מנת לבוא במגע עם מיני אינטראקציה . בנוסף, TTA-UC כבר מצא לי יעילות פנימית גבוהה ממחקר הקינטית 26. למרות TTA-UC פועל בעוצמת אור נמוכה, יש עדיין מערכת יחסים ריבועית בין עוצמת אור האירוע ואור הנפלט (לפחות בעוצמות אור נמוכות). זאת בשל אופי bimolecular של התהליך. לתת דין וחשבוןלזה ותנאים המגוונים הניסיוניים (במיוחד עוצמת אור) שדווחו על ידי קבוצות שונות, דמותו של הכשרון מערכת (FOM) צריכה להיות מועסק למטר שיפור ביצועים המוצע על ידי העלאת תדר. FoM זה הוגדר כΔJ SC / ʘ, בי ΔJ SC הוא העלייה במזרם קצר (בדרך כלל נקבע על ידי שילוב של פוטון התקרית לטעינה יעיל Carrier, IPCE, עם ובלי השפעת העלאת התדר) וʘ הוא סולרי היעיל ריכוז (המבוסס על שטף הפוטונים באזור הרלוונטי, כי הוא קליטה Q-להקה של sensitizer) 2 29. במסמך זה, פרוטוקול לייצור ואפיון נכון מכשיר DSC-TTA-UC משולב מדווח, תשומת לב מיוחדת לבעיות פוטנציאליות בבדיקת מכשיר. יש לקוות כי זה ישמש כבסיס לעבודה נוספת בתחום זה.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1100">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:495px;">Name of Material/ Equipment</td>
			<td style="width:200px;">Company</td>
			<td style="width:160px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:245px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:495px;">(tetrakis(3,5-di-tert-butylphenyl)-6&#8217;-amino-7&#8217;-nitro-tetrakisquinoxalino[2,3-b&#39;7,8-b&#39;&#39;12,13-b&#39;&#39;&#39;17,18-b&#39;&#39;&#39;&#39;-porphyrinato) palladium(II))</td>
			<td style="width:200px;">in house</td>
			<td style="width:160px;">in house</td>
			<td>Chem. Commun., 4851&#8211;4853 (2007)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">1,2-dimethyl-3-propylimidazolium iodide</td>
			<td style="width:200px;">Solaronix</td>
			<td style="width:160px;">33150</td>
			<td>Material warning: Irritant</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:495px;">405 nm longpass filter</td>
			<td style="width:200px;">Semrock</td>
			<td>BLP01-405R-25</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:495px;">670 nm laser</td>
			<td style="width:200px;">Thorlabs</td>
			<td>LDS5 + CPS198</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:495px;">Acetone</td>
			<td style="width:200px;">Chemsupply</td>
			<td style="width:160px;">AA008-20L-P</td>
			<td>Material warning: Flammable</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:495px;">Acetonitrile</td>
			<td style="width:200px;">Sigma</td>
			<td style="width:160px;">271004</td>
			<td>Material warning: Flammable</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:495px;">Alumina</td>
			<td style="width:200px;">Alfa Aesar</td>
			<td style="width:160px;">12733</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:495px;">Alumina</td>
			<td style="width:200px;">Leeco</td>
			<td style="width:160px;">810-782</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:495px;">Back filling chamber</td>
			<td style="width:200px;">Sistema</td>
			<td style="width:160px;">1303</td>
			<td>Kilip it round, modified</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:495px;">Benzene</td>
			<td style="width:200px;">Scharlau</td>
			<td style="width:160px;">BE0033</td>
			<td>Material warning: Toxic</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:495px;">BNC cable</td>
			<td style="width:200px;">Jaycar</td>
			<td style="width:160px;">RG- 59U</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:495px;">Cerasolzer</td>
			<td style="width:200px;">MBR</td>
			<td style="width:160px;">CS186</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:495px;">Chopper wheel</td>
			<td style="width:200px;">Thorlabs</td>
			<td>MC1000A</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:495px;">Control software</td>
			<td style="width:200px;">in house</td>
			<td style="width:160px;">in house</td>
			<td>Written in LabVIEW</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:495px;">Current Amplifier</td>
			<td>Standford Research&#160;</td>
			<td style="width:160px;">SR 570</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:495px;">D149 dye</td>
			<td style="width:200px;">1m</td>
			<td style="width:160px;">OSO149</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:495px;">Dental burr</td>
			<td style="width:200px;">Priority dental supplies</td>
			<td style="width:160px;">835.104.008</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:495px;">Detergent</td>
			<td style="width:200px;">Palmolive</td>
			<td style="width:160px;">Original</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:495px;">Diamond wheel</td>
			<td style="width:200px;">Frameco</td>
			<td style="width:160px;">14220</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:495px;">Drill</td>
			<td style="width:200px;">Dremmel</td>
			<td style="width:160px;">220</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:495px;">Dynamic dignal acquisition device</td>
			<td>National Instruments</td>
			<td style="width:160px;">USB-4431</td>
			<td>Analog to Digital</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:495px;">Ethanol</td>
			<td style="width:200px;">Univar</td>
			<td style="width:160px;">214</td>
			<td>Material warning: Flammable</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:495px;">F:SnO2 glass</td>
			<td style="width:200px;">Hartford</td>
			<td style="width:160px;">TEC8</td>
			<td>2.3mm, &#60; 8 &#937;/&#9633;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:495px;">Glovebox</td>
			<td style="width:200px;">IT systems</td>
			<td style="width:160px;">-</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:495px;">H2PtCl6</td>
			<td style="width:200px;">Sigma</td>
			<td style="width:160px;">334472</td>
			<td>Material warning: corrosive</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:495px;">Hot melt adhesive gasket</td>
			<td style="width:200px;">Solaronix</td>
			<td style="width:160px;">Meltronic 1170-25</td>
			<td style="width:245px;">Surlyn</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:495px;">Hot melt adhesive gasket</td>
			<td style="width:200px;">Solaronix</td>
			<td style="width:160px;">Meltronix 1170-60</td>
			<td style="width:245px;">Surlyn</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:495px;">Hotplate</td>
			<td style="width:200px;">Harry Gestigkeit</td>
			<td style="width:160px;">PR 5 3T / PZ28-3T</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:495px;">Hotplate</td>
			<td style="width:200px;">IKA</td>
			<td style="width:160px;">RCT basic</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:495px;">Image analysis software</td>
			<td style="width:200px;">National Institutes for Health</td>
			<td style="width:160px;">Image-J</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:495px;">Iodine</td>
			<td style="width:200px;">Sigma</td>
			<td style="width:160px;">326143</td>
			<td>Material warning: corrosive</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:495px;">Laser engraver</td>
			<td style="width:200px;">Universal Laser Systems</td>
			<td style="width:160px;">PLS6WM</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:495px;">Liquid Nitrogen</td>
			<td style="width:200px;">Air Liquide</td>
			<td style="width:160px;"></td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:495px;">Lithium Iodide</td>
			<td style="width:200px;">Aldrich</td>
			<td style="width:160px;">518018</td>
			<td>Material warning: toxic</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:495px;">Methoxypropionitrile</td>
			<td style="width:200px;">Sigma</td>
			<td style="width:160px;">65290</td>
			<td>Material warning: Flammable</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:495px;">Mirror</td>
			<td style="width:200px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:160px;">PF10-03-P01</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:495px;">Mirror mount</td>
			<td style="width:200px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:160px;">KM100</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:495px;">Monochromator</td>
			<td style="width:200px;">Spectral Products&#160;</td>
			<td>CM110</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:495px;">Neutral density filters</td>
			<td style="width:200px;">Edmund Industrial Optics</td>
			<td style="width:160px;">64-352</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:495px;">Parabolic mirror</td>
			<td style="width:200px;">Newport</td>
			<td style="width:160px;">50329AL, 50338AL</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:495px;">Photodiode</td>
			<td>Newport</td>
			<td>918D-UV-OD3</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:495px;">Power meter</td>
			<td>Newport</td>
			<td style="width:160px;">1936-C</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:495px;">Rubrene</td>
			<td style="width:200px;">Sigma</td>
			<td style="width:160px;">551112</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:495px;">Semi-automatic screen printer</td>
			<td style="width:200px;">Keywell</td>
			<td style="width:160px;">KY-500FH</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:495px;">Spray pyrolyser</td>
			<td style="width:200px;">Glaskeller</td>
			<td style="width:160px;">-</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:495px;">Tape</td>
			<td style="width:200px;">3M</td>
			<td style="width:160px;">Magic Tape</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:495px;">Terminal block</td>
			<td style="width:200px;">Jaycar</td>
			<td>HM3194</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:495px;">tert-Butanol</td>
			<td style="width:200px;">Sigma</td>
			<td style="width:160px;">360538</td>
			<td>Material warning: Flammable</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:495px;">TiCl4</td>
			<td style="width:200px;">Sigma</td>
			<td style="width:160px;">89545</td>
			<td>Material warning: corrosive</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:495px;">Tile</td>
			<td style="width:200px;">Johnson tiles</td>
			<td style="width:160px;">-</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:495px;">Tile cutter</td>
			<td style="width:200px;">DTA</td>
			<td style="width:160px;">DTA-310</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:495px;">TiO2 paste</td>
			<td style="width:200px;">Dyesol</td>
			<td style="width:160px;">NR18-T</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Titanium diisopropoxide bis(acetylacetonate) (75% in isopropanol)</td>
			<td style="width:200px;">Aldrich</td>
			<td style="width:160px;">325252</td>
			<td>Material warning: Flammable</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:495px;">Ultrasonic soldering iron</td>
			<td style="width:200px;">MBR</td>
			<td style="width:160px;">USS-9200</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:495px;">UV cure epoxy</td>
			<td style="width:200px;">Dymax</td>
			<td style="width:160px;">425</td>
			<td>Material warning: Irritant</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:495px;">UV cure system</td>
			<td style="width:200px;">Dymax</td>
			<td style="width:160px;">BlueWave 50</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">UV Visible Spectrophotometer</td>
			<td style="width:200px;">Varian Cary</td>
			<td style="width:160px;">1E</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:495px;">Vacuum cuvette</td>
			<td style="width:200px;">Custom made</td>
			<td style="width:160px;">Custom made</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:495px;">Vacuum pump</td>
			<td style="width:200px;">N/A</td>
			<td style="width:160px;">Rotary backed diffusion pump</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:495px;">Wipes</td>
			<td style="width:200px;">Kimtech</td>
			<td style="width:160px;">34120KC</td>
			<td>Kimwipes</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:495px;">Xe lamp</td>
			<td>Energetiq&#160;</td>
			<td style="width:160px;">LDLSTM EQ-1500</td>
			<td style="width:245px;">White light source</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

integrating a triplet-triplet annihilation up-conversion system to enhance dye-sensitized solar cell response to sub-bandgap light

התגובה הירודה של תאים רגישים, צבע שמש (DSCs) לאור אדום ואינפרא האדום היא מכשול משמעותי למימוש photocurrents ויעילות גבוהה יותר ומכאן גבוהים יותר. פוטון (TTA-UC) הוא את המרה בדרך של השמדת השלישייה שלישיית טכניקה אטרקטיבית לשימוש בפוטוני אנרגיה נמוכים אלה מבוזבזים אחרת לייצר פוטוני, ואילו לא מפריע לביצועי photoanodic באופן מזיק. בהמשך לכך, יש TTA-UC מספר התכונות, להבדיל מטכנולוגיות פוטון דיווחו אחרות עד המרה, אשר הופך אותו מתאים במיוחד לצימוד עם טכנולוגית DSC. בעבודה זו, מערכת TTA-UC גבוהים ביצועים מוכחים, הכוללת sensitizer פורפירין פלדיום ופולט rubrene, בשילוב עם DSC ביצועים גבוהים (ניצול D149 הצבע האורגני) במכשיר משולב. המכשיר מציג תגובה משופרת למשנה bandgap אור על פני טווח הקליטה של ​​תת יחידת TTA-UC וכתוצאה מכך fi הגבוה ביותרתרשים של הכשרון לעד המרה סייעה ביצועי DSC עד כה.

דמויות 3A - תגובות שיפור תצוגת D נמדדו בתנאי מדידה שונים, עם האפקטים שנדונו ביתר פירוט בהמשך. משיפורי צפיפות זרם הגלם בם היא צריכה להיות ברורה שאת התוצאות באיור 4 א ו -4 הן מיוחסות להעלאת תדר, עם שיפור השיא הנוכחי ושיפור IPCE התאמה טוב עם ספקטרום ?...

Watch this Scientific Journal Video about Integrating a Triplet-triplet Annihilation Up-conversion System to Enhance Dye-sensitized Solar Cell Response to Sub-bandgap Light at JoVE.com

Integrating a Triplet-triplet Annihilation Up-conversion System to Enhance Dye-sensitized Solar Cell Response to Sub-bandgap Light

מכשיר משולב, כוללים יחידות השמדת תא ושלישיית שלישייה סולרית צבען רגיש עד המרה הופק, ונותן קצירת אור משופר, מסעיף רחב יותר של ספקטרום השמש. תחת רמות קרינה צנועות תגובה משופרת באופן משמעותי לפוטוני אנרגיה נמוכים הודגמה, מניב שיא דמותו של הכשרון עבור תאים סולריים צבען רגיש.

שילוב מערכת Up-המרת שלישיית שלישיית השמדה כדי לשפר רגיש-Dye תגובת תאי שמש לאור תת bandgap

The poor response of dye-sensitized solar cells (DSCs) to red and infrared light is a significant impediment to the realization of higher photocurrents ...

Research

JoVE Journal

Engineering

Polycrystalline Silicon Thin-film Solar cells with Plasmonic-enhanced Light-trapping

סיליקון polycrystalline תאים סולאריים סרט דק עם plasmonic משופרת אור השמנה

One of major approaches to cheaper solar cells is reducing the amount of semiconductor material used for their fabrication and making cells thinner. To ...

Using Neutron Spin Echo Resolved Grazing Incidence Scattering to Investigate Organic Solar Cell Materials

באמצעות נויטרונים ספין הד נפתרה שכיחות מרעה פיזור לחקור חומרים אורגניים תאים סולאריים

The spin echo resolved grazing incidence scattering (SERGIS) technique has been used to probe the length-scales associated with irregularly shaped ...

Integration of Light Trapping Silver Nanostructures in Hydrogenated Microcrystalline Silicon Solar Cells by Transfer Printing

שילוב של אור ננו-מבני כסף השמנה בתאים סולריים המוקשה Microcrystalline הסיליקון ידי העברת הדפסה

One of the potential applications of metal nanostructures is light trapping in solar cells, where unique optical properties of nanosized metals, commonly ...

Using Synchrotron Radiation Microtomography to Investigate Multi-scale Three-dimensional Microelectronic Packages

שימוש Synchrotron קרינה Microtomography לחקור חבילות מיקרו-אלקטרוניים תלת ממדי רב היקף

Synchrotron radiation micro-tomography (SR&#181;T) is a non-destructive three-dimensional (3D) imaging technique that offers high flux for fast data ...

Printing Fabrication of Bulk Heterojunction Solar Cells and In Situ Morphology Characterization

Printing Fabrication of Bulk Heterojunction Solar Cells and In Situ Morphology Characterization

ייצור הדפסת תאים סולריים heterojunction הגורף<em&gt; באתרו</em&gt; אפיון מורפולוגיה

Polymer-based materials hold promise as low-cost, flexible efficient photovoltaic devices. Most laboratory efforts to achieve high performance devices ...

Digital Printing of Titanium Dioxide for Dye Sensitized Solar Cells

דפוס דיגיטלי של טיטניום דו-חמצני עבור לצבוע תאים סולריים רגישים

Silicon solar cell manufacturing is an expensive and high energy consuming process. In contrast, dye sensitized solar cell production is less ...

A System to Create Stable Nanoparticle Aerosols from Nanopowders

מערכת ליצור אירוסולים Nanoparticle יציבים מן ננו אבקות

Nanoparticle aerosols released from nanopowders in workplaces are associated with human exposure and health risks. We developed a novel system, requiring ...

Electrospinning of Photocatalytic Electrodes for Dye-sensitized Solar Cells

Electropinning של אלקטרודות photatalalytic עבור תאים סולריים רגישים צבען

This work demonstrates a protocol to fabricate a fiber-based photoanode for dye-sensitized solar cells, consisting of a light-scattering layer made of ...

Scanning Light Scattering Profiler (SLPS) Based Methodology to Quantitatively Evaluate Forward and Backward Light Scattering from Intraocular Lenses

Scanning Light Scattering Profiler SLPS Based Methodology to Quantitatively Evaluate Forward and Backward Light Scattering from Intraocular Lenses

סריקה אור מפזר Profiler (SLPS) מתודולוגיה מבוססת כדי להעריך כמותית קדימה ואחורה אור פיזור מ עדשות עדשות

The scanning light scattering profiler (SLSP) methodology has been developed for the full-angle quantitative evaluation of forward and backward light ...

Indoor Experimental Assessment of the Efficiency and Irradiance Spot of the Achromatic Doublet on Glass (ADG) Fresnel Lens for Concentrating Photovoltaics

Indoor Experimental Assessment of the Efficiency and Irradiance Spot of the Achromatic Doublet on Glass ADG Fresnel Lens for Concentrating Photovoltaics