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Highly Efficient and Stable Luminescent Solar Concentrator Based on Light-Harvesting and Energy-Funneling Nanodot Pools Feeding Aligned, Light-Redirecting Nanorods
Solar RRL ( IF 6.0 ) Pub Date : 2024-06-20 , DOI: 10.1002/solr.202400273 Xu Liu 1 , Franka Gädeke 1 , Manuel Hohgardt 1 , Peter Jomo Walla 1
Solar RRL ( IF 6.0 ) Pub Date : 2024-06-20 , DOI: 10.1002/solr.202400273 Xu Liu 1 , Franka Gädeke 1 , Manuel Hohgardt 1 , Peter Jomo Walla 1
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Research on high-efficiency photovoltaic (PV) technologies has consistently improved efficiencies. Yet, laboratory-developed PVs are often far from practical applications due to high material costs. Luminescent solar concentrators (LSCs) can solve this as they use luminophores to direct light from larger areas to little cell materials. However, simple LSCs have very high intrinsic reabsorption, escape cone, and other losses making their combination with high-efficiency PVs unviable. Therefore, systems composed of randomly oriented light-harvesting donor pools, transferring all excitons to a few light-redirecting acceptors aligned parallel to the PV with drastically reduced losses, have been developed (FunDiLight–LSCs). However, these proof-of-principle systems consisted of rather unstable organic molecules. Herein, a novel photostable FunDiLight–LSC based on nanodots as light-harvesting donors and on nanorods as light-redirecting acceptors is introduced. The energy transfer and funneling efficiency in these dots/rods LSCs exceed 90% with escape cone losses potentially below 8%. As the nanoparticles used for the novel LSC are much more stable, combinations of these nanostructured light-harvesting systems with high-efficiency PV will make applications of such photovoltaics in everyday applications significantly more feasible.
中文翻译：
基于光收集和能量漏斗纳米点池的高效稳定的发光太阳能聚光器，为对齐的光重定向纳米棒提供能量
高效光伏（PV）技术的研究不断提高效率。然而，由于材料成本高昂，实验室开发的光伏器件往往距离实际应用还很遥远。发光太阳能聚光器（LSC）可以解决这个问题，因为它们使用发光体将光从较大的区域引导到较小的电池材料上。然而，简单的 LSC 具有非常高的固有重吸收、逃逸锥和其他损失，使得它们与高效 PV 的组合不可行。因此，由随机定向的光捕获供体池组成的系统已被开发出来（FunDiLight-LSC），该系统将所有激子转移到与PV平行排列的几个光重定向受体，从而大大减少了损耗。然而，这些原理验证系统由相当不稳定的有机分子组成。在此，介绍了一种新型光稳定FunDiLight-LSC，其基于纳米点作为光捕获供体和纳米棒作为光重定向受体。这些点/棒 LSC 中的能量传输和漏斗效率超过 90%，逃逸锥损失可能低于 8%。由于用于新型 LSC 的纳米颗粒更加稳定，这些纳米结构光捕获系统与高效光伏的组合将使此类光伏在日常应用中的应用变得更加可行。
更新日期：2024-06-20
中文翻译：
基于光收集和能量漏斗纳米点池的高效稳定的发光太阳能聚光器，为对齐的光重定向纳米棒提供能量
高效光伏（PV）技术的研究不断提高效率。然而，由于材料成本高昂，实验室开发的光伏器件往往距离实际应用还很遥远。发光太阳能聚光器（LSC）可以解决这个问题，因为它们使用发光体将光从较大的区域引导到较小的电池材料上。然而，简单的 LSC 具有非常高的固有重吸收、逃逸锥和其他损失，使得它们与高效 PV 的组合不可行。因此，由随机定向的光捕获供体池组成的系统已被开发出来（FunDiLight-LSC），该系统将所有激子转移到与PV平行排列的几个光重定向受体，从而大大减少了损耗。然而，这些原理验证系统由相当不稳定的有机分子组成。在此，介绍了一种新型光稳定FunDiLight-LSC，其基于纳米点作为光捕获供体和纳米棒作为光重定向受体。这些点/棒 LSC 中的能量传输和漏斗效率超过 90%，逃逸锥损失可能低于 8%。由于用于新型 LSC 的纳米颗粒更加稳定，这些纳米结构光捕获系统与高效光伏的组合将使此类光伏在日常应用中的应用变得更加可行。
京公网安备 11010802027423号