Sekumpulan penyelidik antarabangsa telah mencipta sistem penukaran cahaya yang dapat meningkatkan kecekapan sel solar silikon kristalin hingga 0.87%. Teknologi ini menggunakan nanopartikel berlapis yang berfungsi sebagai penyerapan inframerah dekat pada pelbagai julat spektrum.
Dari pv magazine Global
Satu pasukan penyelidik antarabangsa telah membangunkan sistem penukaran inframerah dekat (NIR) pelbagai jalur untuk meningkatkan pengumpulan cahaya dalam sel solar silikon (SSC). Sistem ini berasaskan nanopartikel penukaran yang didoping lanthanide, yang mengubah foton berenergi rendah dalam julat inframerah kepada foton berenergi tinggi dalam cahaya tampak.
“Kami telah mencipta pendekatan yang berkesan untuk mengumpul lebih banyak tenaga NIR dari cahaya matahari dengan mengintegrasikan UCNP berlapis multiband,” kata pasukan tersebut. Mereka menggunakan nanopartikel berlapis yang mengandungi lanthanide (Lb) dan ytterbium (Yb) yang dapat menangkap tenaga NIR dalam julat luas 1,100 hingga 2,200 nm.
Sistem ini juga menggunakan ion holmium (Ho³⁺), ion erbium (Er³⁺), dan ion thulium (Tm³⁺) sebagai pengaktif. Dengan menggunakan kaedah solvotermal, mereka telah menyintesis nanokristal core-shell-shell-shell (CSSS). Yb³ ditambahkan ke semua lapisan CSSS, dan pasukan mendapati ia bertindak sebagai pam elektron yang berkesan, di samping berfungsi sebagai pemancar UC dua foton.
Setelah mencipta UCNP CSSS ini, pasukan tersebut meletakkan sel solar komersial berukuran 150 mm x 150 mm ke dalamnya dan kemudian meletakkan keseluruhan peranti dalam oven pada suhu 30°C selama empat jam. Filem CSSS yang dihasilkan adalah rata dengan kekasaran rendah 6.19 nm dan pelbagai ketebalan antara 130 nm hingga 550 nm.
“Berbanding dengan SSC tanpa lapisan yang mempunyai kecekapan penukaran foton mutlak 18.5%, kecekapan SSC yang dilapisi filem CSSS setebal 182 nm meningkat kepada 19.37% (tambahan 0.87%),” kata para akademik. “Peningkatan kecekapan SSC ini didominasi oleh arus litar pintas. Meningkatkan ketebalan filem akan mengurangkan kecekapan secara beransur-ansur.”
Para penyelidik meringkaskan penemuan mereka dengan mengatakan bahawa LN/Yb-UCNP berlapis optimum menunjukkan tindak balas NIR pelbagai jalur yang luas dari 1,100 hingga 2,200 nm, dengan lebar jalur agregat kira-kira 500 nm. “Rekaan ini mencapai hasil kuantum pemoluminesan penukaran keseluruhan (PLQY) sebanyak 12% di bawah pencahayaan matahari standard,” tambah mereka.
Mereka juga menyatakan bahawa sel yang dilapisi CSSS terbukti tahan lama, mengekalkan fungsinya selama lebih dari 55,100 jam dalam keadaan suhu dan kelembapan standard. “Keputusan ini menjadikan mereka sangat berharga untuk aplikasi praktikal,” kata para saintis.
Temuan mereka diterbitkan dalam artikel bertajuk “Rekaan teras-lapisan pelbagai jalur NIR untuk peningkatan pengumpulan cahaya sel solar silikon,” yang diterbitkan dalam Light: Science & Applications. Penyelidikan ini dilakukan oleh saintis dari Universiti Jilin dan Universiti Minzu Dalian di China serta Institut Teknologi KTH di Sweden.
Kandungan ini dilindungi hak cipta dan tidak boleh digunakan semula. Jika anda ingin bekerjasama dan menggunakan sebahagian daripada kandungan kami, sila hubungi: [email protected].
Kandungan Popular
