مروري كوتاه بر اصلاح طيفي نور خورشيد با استفاده از تبديل كاهشي لومينسانس به منظور افزايش بازده سلول هاي خورشيدي

Spectral conversion of light using luminescent down-shifting for enhancing the performance of solar cells – A short review

اصلاح طيفي (تبديل طيفي) نور، نوعي از تكنيك مديريت فوتون‌ها به منظور افزايش بازده سلول‌هاي خورشيدي مي‌باشد. روش‌هاي متفاوتي جهت تغيير انرژي و طول موج فوتون‌ها وجود دارد كه شامل: 1- تبديل فوتون‌هايي با انرژي كمتر و طول موج بيشتر به فوتون‌هايي با انرژي بيشتر و طول موج كمتر؛ 2- تبديل فوتون‌هايي با انرژي بيشتر و طول موج كمتر به فوتون‌هايي با انرژي كمتر و طول موج بيشتر. روش دوم به يكي از دو مكانيسم تبديل كاهشي (DC) و فوتولومينسانس قابل انجام مي-باشد. استفاده از لايه تبديل كننده كاهشي لومينسانس (LDS) راهكاري براي عملي كردن استفاده از روش دوم و بهبود پاسخ طيفي ضعيف سلول‌هاي خورشيدي در طول موج‌هاي كوتاه نور مي‌باشد. لايه LDS قادر است تا فوتون‌هاي در محدوده nm 500-300 را جذب كرده و آن را در طول موج بالاتر كه در آن سيستم فتوولتائيك پاسخ بهتري نشان مي‌دهد، بازنشر كند. اين مقاله مروري كوتاهي بر انواع تكنيك‌هاي اصلاح طيفي، مواد مورد استفاده در ساخت لايه LDS (اعم از مواد ميزبان و تبديل‌كننده طيفي) و تاثير آن بر بازدهي سلول‌هاي خورشيدي مختلف مي‌باشد. همچنين مسير حركت فوتون‌ها در يك لايه LDS مورد بررسي قرار گرفته است

Spectral modification (spectral conversion) of light is a type of practical photon management technique to enhance solar cells performance. There are different methods for changing of energy and wavelength of photons: 1- Conversion of photons with low energy and long wavelength to photons with high energy and short wavelength; 2- Conversion of photons with high energy and short wavelength to photons with low energy and long wavelength. Threre are two mechanisms for second method: Down conversion (DC) and photoluminescence. Using luminescent down-shifting (LDS) layer is a strategy for practical use of second method and improving the poor spectral response of solar cells to shortwavelength light. The LDS layer absorbs photons in the 300–500 nm range, and re-emits them at longer wavelengths where the photovoltaic (PV) device exhibits a better response. This paper is a short review of different technique for spectral modification, materials that using for construction of LDS layer (host matarials and convereters) and effect of the application of LDS on the performmance of different solar cells. Also, light pass in a LDS layer was studied.