Concentrador solar fluorescente Cs3Cu2I5 controlado mediante estructura cónica de fluoróforos

LIANG Xindan ,  

FANG Mingyang ,  

CAI Yiling ,  

JIANG Yuwei ,  

YANG Xuan ,  

HUANG Hui ,  

LIN Tao ,  

摘要

Los concentradores solares fluorescentes (LSCs) tienen un amplio potencial en el campo de la integración fotovoltaica arquitectónica (BIPV) debido a sus capacidades de conversión espectral y guía de luz. Sin embargo, la distribución aleatoria de centros emisores en los LSC tradicionales produce un campo de emisión isotrópico, limitando la eficiencia del dispositivo debido a pérdidas por cono de escape y reabsorción, disminuyendo la eficiencia del guía de luz. Para abordar este problema, este estudio emplea nanocristales de haluro metálico sin plomo Cs3Cu2I5 con un desplazamiento de Stokes grande como material fluorescente. Al construir una estructura cónica de fluoróforos para confinamiento espacial y disposición direccional, se logra controlar la anisotropía del campo de emisión, mejorando la probabilidad de recolección de fotones en el borde del guía. Se prepararon nanocristales Cs3Cu2I5 mediante el método de inyección térmica, y se construyeron dispositivos LSC con estructuras de fluoróforos cónicos de una y dos capas. Los resultados indican que los nanocristales poseen un desplazamiento de Stokes de aproximadamente 155 nm y características típicas de emisión de excitones autocapturados. Con el aumento del número de capas de fluoróforos cónicos, el dispositivo LSC mostró una mayor densidad de corriente fotovoltaica y respuesta EQE, logrando una eficiencia de conversión de energía (PCE) del 1.97% para la estructura de dos capas. Ambas estructuras mantuvieron una alta eficiencia de guía en el borde, demostrando que la estructura cónica puede incrementar la captura de luz mientras mantiene un buen rendimiento de transmisión por guía. Los resultados sugieren que la estructura cónica puede regular eficazmente la propagación de la luz en los LSC y reducir las pérdidas por cono de escape, ofreciendo nuevas ideas para la optimización estructural de concentradores solares fluorescentes de alto rendimiento.

关键词

concentrador solar fluorescente;haluro metálico sin plomo;pérdidas por cono de escape;estructura cónica de fluoróforos

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