240 likes | 641 Views
Люминесцентные полимерные материалы для тонкопленочных халькогенидных солнечных элементов. ФГУП «Научно-исследовательский институт прикладной акустики». Тузова Викт ория Владимировна инженер. Цель работы:.
E N D
Люминесцентные полимерные материалы для тонкопленочных халькогенидных солнечных элементов ФГУП «Научно-исследовательский институт прикладной акустики» ТузоваВиктория Владимировна инженер
Цель работы: • Создание люминесцентных полимерных материалов, позволяющих увеличивать эффективность тонкопленочных халькогенидных солнечных элементов
Тонкопленочные халькогенидные солнечные элементы • Перспективная и активно развивающаяся технология • Низкая себестоимость получаемой энергии • Эффективность до 12 -15%
Down- и up-конверсия в солнечной энергетике
Требования к down-конверсионным люминесцентным фильтрам • Поглощение в области спектра, лежащей за пределами спектральной чувствительности СБ • Люминесценция в области спектральной чувствительности СБ • Прозрачность в видимой области спектра
Люминесцентные материалы для down-конверсионных люминесцентных фильтров
Люминофоры • Иттрий-алюминиевые гранаты, допированные церием (YAG:Ce) • Наночастицы диоксида кремния с пришитым люминофором • Органические люминофоры
Иттрий-алюминиевые гранаты, допированные церием Y3Al5O12:Ce Метод 1 Соосаждениегидроксидов металлов 2,7:5 2,85:5 3:5 3,15:5 3,3:5 Мольное соотношение Y:Al 0,7 1 1,5 3 5 7 Концентрация церия, мольные % от количества иттрия 950 1000 1050 1100 1200 1300 Температура отжига, °С
Иттрий-алюминиевые гранаты, допированные церием Y3Al5O12:Ce Метод 2 Темплатный синтез наночастицYAG:Ce Промежуточная стадия. Соли, импрегнированные в структуру темплата
Иттрий-алюминиевые гранаты, допированные церием Y3Al5O12:Ce Метод 3 Гидро- и сольвотермальный синтез YAG:Ce при высоком давлении Суть метода: Получение золя из солей, оксидов или гидроксидов в виде раствора или суспензии в воде или органических растворителях при повышенной температуре (обычно до 300 °С) и давлении (около 100 МПа) 500 нм
Наночастицы диоксида кремния с пришитым люминофором 120 нм
Органические люминофоры Кумарин 6 3-(2-бензотиазолил)-7-(диэтиламино) кумарин POPOP 1,4-бис(5-фенилоксазол-2-ил) бензол
Полимерные системы с люминофорами Полимерные матрицы Олигоуретанметакрилат 53УИФ Сшитый поливинилбутираль Олигоуретанметакрилат 21УИФ Метилметакрилат R – остаток трехатомного спирта
Свечение в УФ-свете полимерного покрытия на основе ПВБ с наночастицамиYAG:Ce Фотографии образца, полученного методом пневматического распыления полимерной композиции на основе поливинилбутираля с частицами SiO2-FITC Получение люминесцентных полимерных материалов на основе ОЛ в процессе фотополимеризации акриловых олигомеров
Влияния down-конверсионных люминесцентных фильтров на эффективность ФЭП Спектральные характеристики макета солнечного элемента CdS/CdTe без люминесцентного покрытия (красная линия) и с дополнительным люминесцентным покрытием (черная пунктирная линия) на основе органических люминофоров.
Другие применения Дисплеи Биологические исследования Элементы декора Лампы дневного света
Спасибо за внимание! В докладе представлены результаты работ, полученных совместно с Филиным С.В., Таначевым И.А., Рыбаковой А.В., Работа проводилась при поддержке Министерства образования и науки РФ, ГК № 16.513.11.3083.
Теоретические предпосылки использования down-конверсионных люминесцентных фильтров Плотность фототока: где q – заряд электрона, λmax – “красная граница” фотоэффекта, QE(λ) – спектральный отклик Суммарная спектральная плотность потока фотонов после прохождения фильтра Φmod: Φmod = (1–Rs)(1–Rf)Φsunexp(-ελCL) + (1–Rs)Φem [(1–β)– βRs] Значения коэффициентов отражения от границ: Rf = (1–nf)2/(1+nf)2 Rs = (nf –ns)2/(nf +ns)2 Входные данные Нормированные спектры поглощения и люминесценции кумарина 6 в ПММА матрице Спектральный отклик СБ CdS/CdTe
Теоретические предпосылки использования down-конверсионных люминесцентных фильтров