Флуоресцентные солнечные концентраторы (LSCs) обладают широкими перспективами применения в области интегрированной фотогальваники зданий (BIPV) благодаря способности к спектральному преобразованию и волноводу. Однако случайное распределение светоизлучающих центров в традиционных LSC приводит к изотропному полю излучения, что ограничивает эффективность устройства из-за потерь на конус ухода и повторного поглощения, снижая эффективность волновода. В данной работе в качестве флуоресцентного материала использованы свинцово-свободные металлогалогенидные нанокристаллы Cs₃Cu₂I₅ с большой смещением Стокса. Путём создания конусной структуры флуорофоров, обеспечивающей пространственное ограничение и ориентированное расположение, достигнуто управление анизотропией поля излучения, что повышает вероятность сбора фотонов на кромке волновода. Нанокристаллы Cs₃Cu₂I₅ были синтезированы методом термического инъекционного осаждения, построены одно- и двухслойные конусные структуры LSC. Результаты показывают, что нанокристаллы обладают смещением Стокса около 155 нм и типичными характеристиками самозахватывающегося возбуждения. С увеличением числа слоёв конусных флуорофоров плотность фотоэлектрического тока и EQE увеличиваются, а эффективность преобразования энергии (PCE) двухслойного устройства достигает 1,97%. При этом обе структуры сохраняют высокую эффективность волновода на краях, что демонстрирует способность конусной структуры улучшать светозахват, сохраняя хорошие транспортные свойства волновода. Результаты показывают, что конусная структура эффективно регулирует поведение распространения света в LSC и снижает потери на конус ухода, предлагая новые идеи для оптимизации конструкции высокоэффективных флуоресцентных солнечных концентраторов.

флуоресцентный солнечный концентратор;свинцово-свободный металлогалогенид;потери конуса ухода;конусная структура флуорофоров