Ultraviolet to visible light conversion - characterization of down-shifting layers

• Autorzy: Czarnecki Przemysław , Znajdek Katarzyna , Szczecińska Natalia , Sosna-Głębska Aleksandra , Sibiński Maciej

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2021.12.41

Warianty tytułu

PL

Konwersja światła ultrafioletowego na widzialne – charakteryzacja warstw typu down-shifting

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Obtaining electricity from renewable energy sources is the main goal of the global energy industry. The leading role in this field of energy is photovoltaic that uses solar energy with no emissions of any pollutants However, the ratio of production costs to solar cell efficiencies is high. This problem concerns cells that use one P-N junction in their structure, all photovoltaic panels available on the market. It is possible to exceed this limit by creating additional semiconductor junctions in the cell structure or by using ultraviolet or infrared light. There is a way to increase efficiency by using ultraviolet light by shifting a certain range of UV radiation into the visible range. The work presented in this article is based on the production and characterization of layers converting UV radiation into visible light. These layers consist of several elements: a base, a converting pigment and a solvent. In the presented work three different methods were used for the deposition of converting layers: • spray-coating, spin-coating, • screenprinting. For each deposition method the solution has been prepared in a slightly different way. Increasing the efficiency of photovoltaic cells with a small financial outlay is a remarkable breakthrough in the field of photovoltaics. The analysis of the transmittance results of the layers also confirms the possibility of using these pigments to improve the efficiency of photovoltaic cells.

PL

Pozyskiwanie energii elektrycznej z odnawialnych źródeł energii jest głównym celem światowej energetyki. Wiodącą rolę w tej dziedzinie energii odgrywa fotowoltaika, która wykorzystuje energię słoneczną bez emisji jakichkolwiek zanieczyszczeń. Jednak stosunek kosztów produkcji do wydajności ogniw słonecznych jest wysoki. Problem ten dotyczy ogniw, które w swojej strukturze wykorzystują jedno złącze P-N, czyli większość dostępnych na rynku paneli fotowoltaicznych. Możliwe jest przekroczenie tego limitu poprzez utworzenie dodatkowych połączeń półprzewodnikowych w strukturze komórki lub za pomocą światła ultrafioletowego lub podczerwonego. Istnieje sposób na zwiększenie wydajności poprzez wykorzystanie światła ultrafioletowego poprzez przesunięcie pewnego zakresu promieniowania UV do zakresu widzialnego. Przedstawione w artykule prace polegają na wytworzeniu i scharakteryzowaniu warstw przetwarzających promieniowanie UV na światło widzialne. Warstwy te składają się z kilku elementów: bazy, pigmentu konwertującego i rozpuszczalnika. W przedstawionej pracy zastosowano trzy różne metody osadzania warstw: • osadzanie natryskowe, • powlekanie wirowe, • sitodruk. Dla każdej metody osadzania roztwór został przygotowany w nieco inny sposób. Zwiększenie wydajności ogniw fotowoltaicznych przy niewielkich nakładach finansowych to niezwykły przełom w dziedzinie fotowoltaiki. Analiza wyników transmitancji warstw potwierdza również możliwość wykorzystania tych pigmentów do poprawy wydajności ogniw fotowoltaicznych.

Słowa kluczowe

EN

down conversion; spin coating; spray coating; screen printing

PL

światło ultrafioletowe; fotowoltaika; OZE

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2021
• Tom: R. 97, nr 12
• Strony: 195--198
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., rys.

Twórcy

autor

Czarnecki Przemysław

• Lodz University of Technology, Department of Semiconductor and Optoelectronic Devices, Wólczańska 211/215, 90-924 Łódź

autor

Znajdek Katarzyna

• Lodz University of Technology, Department of Semiconductor and Optoelectronic Devices, Wólczańska 211/215, 90-924 Łódź

autor

Szczecińska Natalia

• Lodz University of Technology, Department of Semiconductor and Optoelectronic Devices, Wólczańska 211/215, 90-924 Łódź

autor

Sosna-Głębska Aleksandra

• Lodz University of Technology, Department of Semiconductor and Optoelectronic Devices, Wólczańska 211/215, 90-924 Łódź

autor

Sibiński Maciej

• Lodz University of Technology, Department of Semiconductor and Optoelectronic Devices, Wólczańska 211/215, 90-924 Łódź

Bibliografia

• [1] W. Shockley and H. J. Queisser, J. Appl. Phys. 32, pp. 510– 519 (1961).
• [2] K. Znajdek, M. Sibiński, A. Strąkowska, Z. Lisik „Polymer substrates for flexible photovoltaic cells application in personal electronic systems”, Opto- Electronics Review Volume 24, Issue 1, 1 January 2016, Pages 20-24
• [3] K. Znajdek, M. Sibiński, Z. Lisik, A. Apostoluk, Y. Zhu, B. Masenelli, P. Sędzicki, “Zinc oxide nanoparticles for improvement of thin film photovoltaic structures’ efficiency through down shifting conversion” Opto-electronics Review Vol. 25, Iss. 2, June 2017, Pages 99-102
• [4] Dokumentacja pigment BGL-300M firmy Nemoto Lumi-materials CO., LTD, https://www.nemoto.co.jp/images/nlm/luminova/PDF/LumiNova BG2015Mar.pdf, dn. 25.05.2020
• [5] Dokumentacja pigmentu G-300M firmy Nemoto Lumi-materials CO., LTD, https://www.nemoto.co.jp/images/nlm/luminova/PDF/LumiNova GseriesJPver2014Mar.pdf, dn. 25.05.202

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).