Konwersja fotonów światła wygenerowanego poprzez wzbudzoną radiacyjnie fotoluminescencję na energię elektryczną w ogniwach izo-fotowoltaicznych (i-PV) nowym wyzwaniem dla bezpieczeństwa energetycznego

• Autorzy: Pellowski Witalis , Iwan Agnieszka , Bogdanowicz Krzysztof A.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2022.09.38

Warianty tytułu

EN

Conversion of photons of light generated by radiation excited photoluminescence into electricity in izo-photovoltaic cells a new challenge for energy security

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono aktualny stan wiedzy na temat zastosowania źródeł promieniotwórczych do generowania światła fotonicznego w scyntylatorach, jako konwertery promieniowania jonizującego na elektryczność w ogniwach fotowoltaicznych. Uzyskane w ten sposób fotony światła mogą generować ładunek elektryczny w ogniwach fotowoltaicznych. Zaproponowana w artykule koncepcja nowego typu ogniwa izo-fotowoltaicznego może stanowić przełom w dziedzinie energetyki niekonwencjonalnej. Zero-emisyjność i praktycznie nieograniczona żywotność takich źródeł może stanowić znaczące uzupełnienie globalnego miksu energetycznego.

EN

The article presents the current state of knowledge on the use of radioactive sources to generate photonic light in scintillators as converters of ionizing radiation to electricity in photovoltaic cells. The light photons obtained in this way can generate an electric charge in the photovoltaic cells. The concept of a new type of izo-photovoltaic cells proposed in the article may be a breakthrough in the field of unconventional energy. Zero-emissivity and practically unlimited viability of such sources can be a significant complement to the global energy mix.

Słowa kluczowe

PL

ogniwo fotowoltaiczne; bateria jądrowa; scyntylacja; promieniowanie; bezpieczeństwo energetyczne

EN

photovoltaic cell; nuclear battery; scintillation; energy security; radiation

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2022
• Tom: R. 98, nr 9
• Strony: 170--173
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Pellowski Witalis

• Akademia Wojsk Lądowych imienia generała Tadeusza Kościuszki, Wydział Nauk o Bezpieczeństwie, ul. Czajkowskiego 109, 51-147 Wrocław

• https://orcid.org/0002-3500-7646%3B

autor

Iwan Agnieszka

• Akademia Wojsk Lądowych imienia generała Tadeusza Kościuszki, Wydział Nauk o Bezpieczeństwie, ul. Czajkowskiego 109, 51-147 Wrocław

• https://orcid.org/0002-7705-6577

autor

Bogdanowicz Krzysztof A.

• Wojskowy Instytut Techniki Inżynieryjnej im. profesora Józefa Kosackiego, ul. Obornicka 136, 50-961 Wrocław

• https://orcid.org/0000-0001-8526-626X

Bibliografia

• [1] Iwan A., Pellowski W., Bogdanowicz K. A. Conversion of Radiophotoluminescence Irradiation into Electricity in Photovoltaic Cells. A Review of Theoretical Considerations and Practical Solutions, Energies 14 (2021) 6186
• [2] Wang, Y.; Yin, X.; Liu, W.; et al. Emergence of Uranium as a Distinct Metal Center for Building Intrinsic X-ray Scintillators. Angew. Chem. Int. Ed. 57 (2018) 7883–7887
• [3] Dujardin, C.; Auffray, E.; Bourret-Courchesne, et al. Trends, and Advances in Inorganic Scintillators. IEEE Trans. Nucl. Sci. 65 (2018) 8
• [4] Gandini, M., Villa, I., Beretta, M., et al. Efficient, fast and reabsorption-free perovskite nanocrystal-based sensitized plastic scintillators, Nature Nanotechnology,15 (2020) 462-468
• [5] Budakovsky, S.V., Galunov, N.Z., Karavaeva, N.L. et al. Neweffective organic scintillators for fast neutron and short-range radiation detection, IEEE Transactions on Nuclear Science, 54 (2007) 2734-2740
• [6] Witkiewicz-Lukaszek S., Gorbenko V., Zorenko T., et al. Newtypes of composite scintillators based on the single crystalline films and crystals of Gd3(Al,Ga)5O12:Ce mixed garnets, Materials Science and Engineering B: Solid-State Materials for Advanced Technology, 264 (2021) 114909
• [7] Browne, E.; Firestone, R.B. Table of Radioactive Isotopes; Shirley, V.S., Ed.; Wiley Interscience Publication: New York, NY, USA, 1986
• [8] Jayawardena K.D.G.I., Rozanski L.J., Mills C.A., Beliatis M.J., Nismy N.A., Silva S.R.P., Inorganics-in-organics: recent developments and outlook for 4G polymer solar cells, Nanoscale, 5 (2013) 8411–8427
• [9] Tobnaghi, D.M., Rahnamaei, A., Vajdi, M. Experimental Studyof Gamma Radiation Effects on the Electrical Characteristics ofSilicon Solar Cells. Int. J. Electrochem. Sci. 9 (2014) 2824–2831
• [10]Stepowicz, W. Influence of Ionization Radiation on Semiconductor Devices and Integrated Circuits. Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Gdyni 75 (2012)
• [11] Russo, J.; Litz, M.; Ray, I.I.W.; Smith, B.; Moyers, R. A radioluminescent nuclear battery using volumetric configuration: 63Ni solution/ZnS:Cu,Al/InGaP. Appl. Radiat. Isot. 130 (2017) 66–74
• [12] Xu, Z.; Jin, Z.; Tang, X.; Liu, Y.; Guo, X.; Peng, C.; Wang, H. Designing performance enhanced nuclear battery based on the Cd-109 radioactive source. Int. J. Energy Res. 44 (2020) 508–517
• [13] Yang, K., Huang, K., Li, X., Zheng, S., Hou, P., Wang, J., Guo, H., Song, H., Li, B., Li, H., Liu, B., Zhong, X., Yang, J. Radiation tolerance of perovskite solar cells under gamma ray. Organic Electronics 71 (2019) 79–84
• [14] Cardinaletti, I., Vangerven, T., Nagels, S.; Cornelissen, R., Schreurs, D., Hruby, J.; Vodnik, J., Devisscher, D., Kesters, J., D’Haen, J., et al. Organic and perovskite solar cells for spaceapplications. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 182 (2018) 121–127
• [15] Tan, R., Dryzhakov, B., Charest J., Hu, B., Ahmadi, M., Lukosi, E. Improved Radiation Sensing with Methylammonium Lead Tribromide Perovskite Semiconductors. Nuclear Inst. and Methods in Physics Research, A 986 (2021) 164710
• [16] Wu, H., Ge, Y., Niu, G., Tang, J. Metal Halide Perovskites for X-Ray Detection and Imaging. Matter. 4 (2021) 144-163

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).