Nghiên cứu chế tạo vật liệu nano ZnO, TiO 2 dùng cho pin mặt trời sử dụng chất nhạy màu Nguyễn Văn Tuyên Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Luận văn ThS chuyên ngành: Vật lý chất rắn; Mã số: 60 44 07 Người hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Thị Thục Hiền Năm bảo vệ: 2012 Abstract: Nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố trong quá trình ủ thuỷ nhiệt đến sự hình thành và các thông số chiều dài, đường kính cột, mật độ cột trên đế kính phủ lớp dẫn điện trong suốt (ITO). Giới thiệu tổng quan về pin mặt trời sử dụng chất nhạy màu, vật liệu nano ZnO, TiO2 và một số phương pháp tổng hợp vật liệu nano, trong đó có giới thiệu chi tiết phương pháp sol-gel và thuỷ nhiệt. Trình bày về phương pháp thực hiện chế tạo mẫu. Đồng thời cũng trình bày tóm tắt các phương pháp phân tích, khảo sát tính chất của mẫu đã chế tạo. Keywords: Vật liệu Nano; Vật lý chất rắn; Pin mặt trời Content MỞ ĐẦU Hiện nay, nhu cầu sử dụng năng lượng của con người ngày càng tăng, trong khi nguồn năng lượng hoỏ thạch (như dầu mỏ, than đỏ, khớ đốt, ) ngày càng cạn kiệt. Đồng thời, việc sử dụng quỏ mức năng lượng hoỏ thạch là một trong những nguyờn nhõn chủ yếu gõy nờn ụ nhiễm mụi trường và làm biến đổi khớ hậu. Do vậy, vấn đề thay thế nguồn năng lượng hoỏ thạch bằng cỏc nguồn năng lượng sạch cú khả năng tỏi tạo (như: năng lượng giú, thuỷ điện, mặt trời, ) là hướng đi quan trọng đặt ra đối với cỏc quốc gia trờn thế giới. Trong đú, năng lượng mặt trời tỏ ra cú nhiều ưu điểm so với cỏc nguồn năng lượng tỏi tạo khỏc. Đú là nguồn năng lượng vụ tận, siờu sạch và miễn phớ. Đối với những khu vực cú cường độ và thời gian chiếu sỏng trong năm cao như nước ta thỡ việc khai thỏc năng lượng mặt trời cú rất nhiều thuận lợi. Mỗi năm, Việt Nam cú khoảng 2.000-2.500 giờ nắng với mức chiếu nắng trung bỡnh khoảng 627,6 kJ/cm 2 , tương đương với tiềm năng khoảng 43,9 triệu tấn dầu qui đổi/1 năm. Đõy là một nguồn năng lượng dồi dào mà khụng phải nơi nào cũng cú được. Tuy nhiờn, ở nước ta, việc khai thỏc năng lượng mặt trời để sản xuất điện cũn hạn chế. Vỡ vậy, việc nghiờn cứu khai thỏc nguồn năng lượng mặt trời ở nước ta cú tiềm năng rất lớn, đặc biệt trong điều kiện giỏ nhiờn liệu liờn tục tăng như hiện nay. So với cỏc phương phỏp sản xuất điện từ năng lượng mặt trời, thỡ pin mặt trời cú nhiều ưu điểm, đú là: kớch thước gọn nhẹ, dễ lắp đặt. Pin mặt trời đầu tiờn dựa trờn cơ sở lớp chuyển tiếp p-n đó được thực hiện từ 1946 bởi Russell Ohl. Do cụng nghệ chế tạo khỏ phức tạp, giỏ thành cao nờn pin mặt trời dựa trờn lớp chuyển tiếp p-n vẫn chưa được sử dụng một cỏch rộng rói. Năm 1972, pin mặt trời sử dụng chất nhạy màu (DSSC) đầu tiờn sử dụng chất diệp lục với điện cực ZnO. Tuy nhiờn, loại pin này sử dụng điện cực ZnO phẳng nờn hiệu suất rất thấp (dưới 1%), do vậy khụng được chỳ ý nhiều. Đến năm 1991, Brian O'Regan và Michael Grọtzel sử dụng điện cực TiO 2 xốp cú cấu trỳc hạt nano cho pin DSSC và đó đạt được hiệu suất vượt trội (~7,1%-7,9%). Từ kết quả của O'Regan và Grọtzel đó cú nhiều cụng trỡnh nghiờn cứu về pin DSSC. Hiện nay, hiệu suất cao nhất của pin DSSC cú giỏ trị vào khoảng 11,1%. Việc chế tạo pin DSSC cú nhiều ưu điểm so với pin mặt trời sử dụng silic, như: yờu cầu cỏc thiết bị và cụng nghệ đơn giản, giỏ thành rẻ hơn, Những đặc điểm này rất phự hợp với điều kiện nghiờn cứu ở nước ta. Pin DSSC thường sử dụng bỏn dẫn ụxớt kim loại vựng cấm rộng cú cấu trỳc nano, như: TiO 2 , ZnO, SnO 2 , làm điện cực. Trong đú, TiO 2 cú nhiều ưu điểm, như: độ bền hoỏ học cao, khụng độc, rẻ tiền và cú tớnh chất quang tốt nờn thu hỳt được sự chỳ ý của nhiều nghiờn cứu. Cỏc nghiờn cứu cho thấy, hiệu suất của pin DSSC sử dụng điện cực TiO 2 xốp cao hơn hiệu suất của pin DSSC cú điện cực được làm từ ZnO, SnO 2 , Hơn nữa, nhiều nghiờn cứu [20, 54] cho thấy, pin DSSC sử dụng điện cực TiO 2 cú cấu trỳc ống, dõy, thanh (cột) nano đó chứng minh được ưu thế vượt trội về hiệu suất so với điện cực TiO 2 cú cấu trỳc hạt nano. Vỡ những lý do trờn, trong luận văn này, chỳng tụi tập trung nghiờn cứu chế tạo vật liệu TiO 2 cú cấu trỳc dạng cột nano để sử dụng làm điện cực cho pin mặt trời. CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1.Tổng quan về pin DSSC 1.1.1. Giới thiệu tổng quỏt về pin mặt trời Pin mặt trời là thiết bị biến đổi quang điện được sử dụng để sản xuất điện trực tiếp từ năng lượng mặt trời. Hiện nay, nhiều nghiờn cứu quan tõm đến pin thế hệ thứ ba, trong đú cú pin DSSC, nguyờn lý hoạt động mụ phỏng theo sự quang hợp của thực vật; pin polime hữu cơ So với pin mặt trời thế hệ thứ nhất và thứ hai, pin mặt trời thế hệ thứ 3 cú những ưu điểm: - Cụng nghệ đơn giản, cú khả năng tạo tấm lớn. - Tớnh mềm dẻo, trong suốt. - Dễ biến tớnh, cú độ linh động cao. - Nhẹ và giỏ thành thấp. Trong luận văn này, chỳng tụi tập trung nghiờn cứu chế tạo màng TiO 2 cú cấu trỳc cột nano trờn đế ITO để sử dụng làm điện cực cho pin DSSC. 1.1.2. Cấu tạo của pin DSSC Cấu tạo của một pin DSSC điển hỡnh được minh hoạ trờn hỡnh 1.1 Hỡnh 1.1. Cấu trỳc pin mặt trời DSSC dựng điện cực TiO 2 . Cỏc thành phần cấu tạo của DSSC bao gồm: - Điện cực làm việc được chế tạo từ tấm thuỷ tinh cú phủ lớp ụxit dẫn điện trong suốt (TCO), như FTO, ITO, trờn lớp TCO cú phủ cỏc hạt nano TiO 2 . Trờn cỏc hạt nano TiO 2 cú phủ một đơn lớp chất màu nhạy sỏng. Chất nhạy màu thường được sử dụng là phức ruthenium như: N3, N719, N749 và Z907. Một số trường hợp chấm lượng tử (vớ dụ: CdS, CdSe, ) cũn được dựng thay cho chất nhạy màu. - Một chất điện li (vớ dụ: dung dịch Iốt) được cho vào giữa hai điện cực. Chất điện li cú vai trũ nhận electron từ điện cực đối và trả cho chất màu. - Điện cực đối (counter electrode) được cấu tạo từ đế TCO cú phủ một lớp màng Pt để xỳc tỏc phản ứng khử với chất điện li, một số trường hợp graphit cũn được sử dụng để thay thế Pt. 1.1.3. Nguyờn lý hoạt động của pin DSSC Nguyờn lý hoạt động của pin DSSC được mụ tả trờn hỡnh 1.2 Hỡnh 1.2. Minh hoạ nguyờn lý hoạt động của pin DSSC. Cỏc phương trỡnh (1), (2), (3), (4) và (5) diễn tả nguyờn lý hoạt động của pin DSSC h Dye Dye*   (1) 22 Dye* + TiO e-(TiO ) Dye   (2) 22 e-(TiO ) ITO TiO e (ITO)    (3) 3 3I 2Dye I 2Dye       (4) 3 I 2e (C.E) 3I (C.E)      (5) 1.1.4. Cỏc thụng số đặc trƣng của pin mặt trời 1.1.4.1. Thế hở mạch V oc của pin Thế hở mạch V oc là hiệu điện thế đo được khi mạch ngoài của pin mặt trời hở (R = ∞), lỳc đú dũng điện mạch ngoài J = 0. 1.1.4.2. Mật độ dũng ngắn mạch J sc của pin Mật độ dũng ngắn mạch J sc là mật độ dũng điện trong mạch của pin mặt trời khi làm ngắn mạch ngoài (R=0). Lỳc đú hiệu điện thế mạch ngoài của pin V=0. 1.1.4.3. Hệ số lấp đầy của pin (FF) Mối liờn hệ giữa mật độ dũng điện J và hiệu điện thế V của pin được minh hoạ trờn hỡnh 1.3. Hỡnh 1.3. Đồ thị phụ thuộc mật độ dũng quang điện J vào hiệu điện thế V. m sc oc P FF J .V  (6) 1.1.4.4. Hiệu suất chuyển đổi năng lƣợng Hiệu suất chuyển đổi năng lượng của pin (gọi tắt là hiệu năng) được sử dụng để so sỏnh trực tiếp giữa cụng suất điện do pin tạo ra với cụng suất ỏnh sỏng chiếu tới pin. Hiệu suất của pin được định nghĩa theo biểu thức dưới đõy: (7) SC OC m in in FF.J .V P .100% .100% PP    J J sc P m O V V oc 1.1.4.5. Thời gian sống và độ bền nhiệt của pin mặt trời Đối với pin mặt trời hiệu suất thấp (≤2%), thời gian hoạt động lờn đến 8300 giờ trong điều kiện cường độ chiếu sỏng AM 1.5 ở 20 o C (pin sử dụng chất màu nhạy quang N3). Cỏc pin cú hiệu suất cao hơn cú thời gian hoạt động lờn đến 7000 giờ. Một trong những tiờu chuẩn quan trọng để đỏnh giỏ khả năng hoạt động của pin là thời gian hoạt động phải đạt 1000 giờ trong điều kiện AM 1.5 ở nhiệt độ 80 o C. 1.1.4.6. Phổ dũng quang điện Đo dũng quang điện J sc dưới chỉ số độ rọi AM 1.5 sẽ đỏnh giỏ được khả năng làm việc của pin trong điều kiện thực tế. Hiệu suất sinh hạt tải của photon (IPCE) sc 1240. J ( ) IPCE( ) .100% . I( )    (8) trong đú, J sc () là mật độ dũng quang điện ngắn mạch tương ứng với bước súng  (đơn vị: A/cm 2 ); I() cường độ ỏnh sỏng tới ở bước súng  (đơn vị: W/cm 2 );  là bước súng ỏnh sỏng kớch thớch (đơn vị: nm). 1.1.5. Cơ chế truyền hạt tải trong ụxit kim loại 1.1.5.1. Cơ chế truyền hạt tải Sau khi truyền từ chất nhạy màu đến lớp oxit kim loại, cỏc electron phải dịch chuyển qua lớp oxit kim loại và tiến đến TCO để tạo ra dũng quang điện. Sự truyền electron được biểu diễn cổ điển bằng phương trỡnh Nernst - Planck. e e e e e e nF J C D C D C RT       (9) trong đú, theo thứ tự, ba số hạng bờn phải của phương trỡnh biểu diễn sự đối lưu, sự khuếch tỏn và truyền tĩnh điện. C e là mật độ electron,  là vận tốc dũng của hệ, D e là hệ số khuếch tỏn của electron, n là điện tớch số của ion (trong trường hợp của electron n= -1), F là hằng số Faraday,  là điện thế. 1.1.5.2. Độ dài khuếch tỏn của hạt tải Độ dài khuếch tỏn L n của electron được định xỏc định theo cụng thức sau: L n =(D 0  0 ) 1/2 (10) trong đú, D o là hệ số khuếch tỏn của electron tự do trong màng bỏn dẫn, o là thời gian sống của electron trong màng. 1.1.5.3. Cấu trỳc chuyển điện tớch một chiều Khi thay thế màng hạt nano bằng màng nano cú cấu trỳc một chiều (1-D) (màng được cấu tạo từ ống, thanh, dõy nano) thỡ electron thực hiện chuyển động theo một chiều thay vỡ chuyển động ngẫu nhiờn theo ba chiều. Một số nhúm nghiờn cứu đó cho thấy, cấu trỳc một chiều cải thiện và giảm bớt sự tổn thất dũng điện của pin một cỏch rừ rệt. 1.1.5.4. Vai trũ của chất điện phõn trong pin DSSC Đặc trưng cơ bản để phõn biệt pin mặt trời tiếp giỏp lỏng so với tất cả cỏc loại pin khỏc là chất điện phõn lỏng được sử dụng để điện tớch chuyển động qua lại từ điện cực đối đến điện cực làm việc. Sự tỏc dụng của chất điện phõn với cả hai điện cực, theo cả hai chiều hướng mong muốn và khụng mong muốn cú ảnh hưởng rất lớn đến hiệu suất của những pin này. 1.2. Một số tớnh chất của vật liệu nano TiO 2 1.2.1. Cỏc pha tinh thể của TiO 2 Trong tự nhiờn TiO 2 tồn tại ở 3 pha, đú là: rutile, anatase, brookite. Cỏc pha rutile, anatase, brookite trong tự nhiờn cú màu sắc và hỡnh dạng tinh thể xỏc định. Tuy nhiờn, khi được nghiền thành bột thỡ chỳng chuyển sang bột TiO 2 màu trắng. Hỡnh dạng tinh thể TiO 2 trong tự nhiờn và bột TiO 2 được thể hiện trờn hỡnh 1.4. Hỡnh 1.4. Hỡnh dạng và màu sắc của tinh thể anatase (a), rutile(b), brookite(c) và bột TiO 2 (d) Cấu trỳc tinh thể ba pha: anatase, rutile và brookite được minh hoạ trờn hỡnh 1.5. Hỡnh 1.5. Cỏc cấu trỳc tinh thể của TiO 2 pha anatase (a), rutile (b) và brookite (c) Bảng 1.1. Một số thụng số vật lý cơ bản của TiO 2 pha anatase, rutile và brookite. Tớnh chất Anatase Rutile Brookite Cấu trỳc tinh thể Tetragonal Tetragonal Orthorhombic Số nguyờn tử trờn ụ cơ sở 4 2 8 Hằng số mạng (nm) a=0,3785 c=0,9514 a=0,4594 c=0,2959 a=0,9184 b=0,5448 c=0,5145 Thể tớch ụ cơ sở (nm 3 ) 0,1363 0,0624 0,2575 Khối lượng riờng (kg/m 3 ) 3894 4250 4120 Tớnh chất Anatase Rutile Brookite Chiết suất 2,54; 2,49 2,79; 2,903 2,61; 2,63 Độ rộng vựng cấm (eV) ~3,2 3,0 1,9 Độ dài liờn kết Ti-O (nm) 0,1949 0,1980 0,1937 0,1965 0,187~0,204 Góc liên kết O-Ti-O 81,2 o 77,7 o 77,0 o ~105 o Tớnh tan trong nước Khụng tan Khụng tan Tớnh tan trong HF Tan Khụng tan 1.2.2. Một số tớnh chất hoỏ học cơ bản của TiO 2 TiO 2 là hợp chất khỏ trơ về mặt hoỏ học, khụng tỏc dụng với nước, dung dịch axit loóng và kiềm (trừ HF). TiO 2 tỏc dụng chậm với dung dịch H 2 SO 4 nồng độ cao khi đun núng và tỏc dụng với kiềm núng chảy. 1.2.3. Một số tớnh chất vật lý đặc trƣng của vật liệu nano TiO 2 1.2.3.1. Tớnh chất nhiệt của vật liệu nano TiO 2 Tinh thể TiO 2 tồn tại ở ba pha anatase, rutile và brookite. Rutile là pha bền ở nhiệt độ cao. Khi nung núng sơ bộ, những chuyển đổi sau đõy đó được ghi nhận: anatase chuyển thành brookite rồi thành rutile; brookite chuyển thành anatase rồi thành rutile; anatase thành rutile và brookite thành rutile. 1.2.3.2. Tớnh chất điện của vật liệu nano TiO 2 Là một chất bỏn dẫn vựng cấm rộng, ở nhiệt độ thấp, tinh thể TiO 2 cú điện trở suất cao (10 15 Ωm). Trong tinh thể TiO 2 tồn tại một lượng lớn khuyết ụxi và điền kẽ Ti được cho là tạo ra cỏc mức donor electron nụng. Cỏc mức donor nụng này ảnh hưởng đến tớnh chất dẫn điện của tinh thể TiO 2 . Vỡ vậy, TiO 2 thường cú độ dẫn điện loại n và độ dẫn điện tăng lờn với mức độ khuyết ụxi trong mạng tinh thể. 1.2.3.3. Tớnh chất quang của vật liệu nano TiO 2 Cơ chế chớnh của hấp thụ ỏnh sỏng trong cỏc bỏn dẫn tinh khiết là chuyển trực tiếp vựng-vựng của electron. Đối với bỏn dẫn nghiờng (vớ dụ: TiO 2 ) sự hấp thụ này là nhỏ, cỏc quỏ trỡnh chuyển electron trực tiếp vựng - vựng bị cấm bởi tớnh đối xứng tinh thể. Hệ số hấp thụ của bỏn dẫn được xỏc định theo cụng thức (11) đối với bỏn dẫn vựng cấm thẳng và (12) đối với bỏn dẫn vựng cấm nghiờng , (11) . (12) trong đú, B d và A i là cỏc hệ số tỷ lệ, E g là độ rộng vựng cấm. 1.2.3.4. Tớnh chất quang xỳc tỏc của TiO 2 Phản ứng quang xỳc tỏc xảy ra khi chất bỏn dẫn quang hoạt được chiếu sỏng bằng ỏnh sỏng cú năng lượng phự hợp (bằng hoặc lớn hơn độ rộng vựng cấm). Một photon cú năng lượng sẽ kớch thớch electron từ vựng hoỏ trị (VB) vượt qua vựng cấm lờn vựng dẫn (CB) và để lại một lỗ trống (h + ) trong vựng hoỏ trị. Đối với TiO 2 anatase và rutil e, độ rộng vựng cấm lần lượt là 3,2 eV và 3,0 eV, tương ứng với năng lượng photon trong vựng tia tử ngoại (UV) cú bước súng 387 nm và 410 nm. Trong điều kiện thớch hợp cặp electron và lỗ trống (e - -h + ) cú thể tạo nờn một cặp ụxi hoỏ khử. Lỗ trống trong vựng VB phải đủ dương để thực hiện quỏ trỡnh ụxi hoỏ ion OH - hoặc H 2 O và tạo ra cỏc gốc * OH (tỏc nhõn ụxi hoỏ trong sự khử chất hữu cơ) thụng qua chuỗi phản ứng sau: (13) (14) Trong đú, H 2 O ads , * OH ads là phần H 2 O và * OH được hấp thụ trờn chất xỳc tỏc. (15) (16) Trong đú, D ads là hợp chất hữu cơ được hấp thụ trờn chất xỳc tỏc và bị ụxi hoỏ thành khi tỏc dụng với lỗ trống trong TiO 2 . (17) 1/2 dg B (h E ) h    2 ig A (h E ) h    h 2 2 VB CB TiO h TiO (h e )      * 2 VB 2 ads 2 ads TiO (h ) H O TiO OH H      * 2 VB surface 2 ads TiO (h ) OH TiO OH     2 VB ads 2 ads TiO (h ) D TiO D     ads D  * ads oxid 2 OH D D H O   [...]... Tớnh chất hoỏ học của ZnO ZnO khụng tan trong nước nhưng tan trong dung dịch axit và dung dịch kiềm để tạo thành muối kẽm và zincat ZnO  H2SO4  ZnSO4  H2O (25) ZnO  2NaOH  Na 2 ZnO2  H2O (26) Do vậy, khi sử dụng làm điện cực cho pin DSSC, độ bền của ZnO sẽ kộm hơn so với TiO2 Bởi vỡ, pin DSSC sử dụng chất điện phõn nờn điện cực ZnO sẽ bị ăn mũn trong quỏ trỡnh sử dụng làm cho tuổi thọ của pin. .. 3.6 Phổ truyền qua UV - Vis - NR của lớp đệm TiO2, mẫu SG05 3.2 Nghiên cứu hỡnh thỏi, tớnh chất của màng cột nano TiO 2 chế tạo bằng phƣơng phỏp thuỷ nhiệt 3.2.1 Nghiờn cứu hỡnh thỏi của màng cột nano TiO2 bằng ảnh SEM 3.2.1.1 Ảnh hƣởng của nồng độ tiền chất và độ pH Bảng 3.1 Chế độ tiến hành thớ nghiệm khảo sỏt hỡnh thỏi cột nano TiO2 vào nồng độ tiền chất TBX Kớ hiệu mẫu Nồng độ TBX (M) Lớp đệm... 20 Cơ chế thuỷ phõn TBX và quỏ trỡnh ngưng tụ tạo thành cỏc dõy nano TiO2 được mụ tả theo phương trỡnh phản ứng như sau: HCl, T Ti(OC4H9)4 + 4H2O  Ti(OH)4 + 4C4H 9OH, (30) T  Ti(OH)4  TiO2 +2H2O (31) o o CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Nghiờn cứu tớnh chất của lớp đệm TiO2 3.1.1 Nghiờn cứu hỡnh thỏi của lớp đệm TiO2 bằng ảnh SEM Hỡnh 3.1 Ảnh SEM của lớp đệm TiO2, mẫu SG04 3.1.2 Nghiờn cứu cấu... dụng TiO2 để xử lý mụi trường, diệt khuẩn, v.v Tuy nhiờn, đối với pin DSSC, cỏc phản ứng trờn sẽ làm giảm tuổi thọ của pin Bởi vỡ, những phản ứng trờn sẽ phõn huỷ chất màu hữu cơ cú trong pin khi pin hoạt động trong điều kiện thực tế với sự cú mặt của tia tử ngoại 1.3 Một số tớnh chất của vật liệu ZnO 1.3.1 Cấu trỳc tinh thể của vật liệu ZnO ZnO thuộc nhúm bỏn dẫn AIIB VI, cú 3 dạng cấu trỳc: hexagonal... của màng cột nano TiO2, mẫu TN12, thời gian ủ thuỷ nhiệt 20 giờ o o Hằng số mạng: a=4,595 A ; c=2,956 A KẾT LUẬN 1 Đó chế tạo thành cụng lớp đệm TiO2 anatase trờn đế ITO bằng phương phỏp sol-gel với kỹ thuật quay phủ 2 Đó chế tạo thành cụng lớp màng cú cấu trỳc cột nano TiO2 rutile bằng phương phỏp thủy nhiệt Màng bỏm dớnh khỏ tốt, định hướng đồng đều, mật độ cột cao trờn đế ITO 3 Đó chế tạo được mỏy... tớnh chất quang phổ biến của ZnO Nguồn gốc phỏt quang trong vựng xanh lỏ cõy vẫn chưa được hiểu rừ, người ta thường quy cho một cỏc tạp chất và khuyết tật khỏc nhau trong mạng tinh thể ZnO cũng cú tớnh chất quang xỳc tỏc tương tự như TiO2 Tuy nhiờn, khả năng quang xỳc tỏc của ZnO yếu hơn so với TiO 2 CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM 2.1 Quy trỡnh chế tạo mẫu 2.1.1 Tạo lớp đệm TiO2 bằng phƣơng phỏp sol-gel - Tạo. .. màng cột nano TiO2 thu được Ngoài ra, đó khảo sỏt được phổ hấp thụ, truyền qua và phổ huỳnh quang để nghiờn cứu tớnh chất quang của màng thu được Từ những kết quả đạt được cú thể khẳng định: màng cột nano TiO 2 cú tổng diện tớch bề mặt cột nano lớn, độ bỏm dớnh vào đế ITO và độ kết tinh cao hoàn toàn phự hợp làm điện cực của pin DSSC References Tiếng Việt 1 Nguyễn Ngọc Long (2007), Vật lý chất rắn,... hoàn thành việc cho TIP vào dung dịch, tiếp tục khuấy đều hỗn hợp trong thời gian 120 phỳt thỡ thu được sol trong suốt, sau đú giảm nhiệt độ của sol xuống nhiệt độ phũng Lỳc này cú thể sử dụng sol để tạo mẫu, sol được bảo quản ở nhiệt độ dưới 10 oC và được sử dụng trong phạm vi dưới 01 tuần - Quay phủ: Đặt đế ITO lờn mỏy quay, mặt cú lớp ITO hướng lờn trờn Nhỏ sol chứa tiền chất lờn mặt ITO, chọn tốc... trỡnh ụxi hoỏ khử xảy ra ở bề mặt chất xỳc tỏc quang bị kớch thớch Cỏc phương trỡnh từ (21) đến (32) cho thấy vai trũ quan trọng của cặp electron-lỗ trống trong quỏ trỡnh * quang ụxi hoỏ khử Về cơ bản, cỏc lỗ trống, cỏc gốc *OH, O 2 và HO2* là cỏc chất trung gian cú hoạt tớnh cao sẽ hoạt động đồng thời để ụxi hoỏ phần lớn cỏc chất hữu cơ Do đú, trong thực tế người ta sử dụng TiO2 để xử lý mụi trường,... Bảng 3.3 Chế độ tiến hành thớ nghiệm khảo sỏt sự hỡnh thành cột nano TiO2 vào lớp đệm Kớ hiệu mẫu Nồng độ TBX (M) Lớp đệm Nhiệt độ ủ thuỷ nhiệt (oC) Thời gian ủ thuỷ nhiệt (giờ) TN12 0,048 SG05 150 20 TN18 0,072 Đế thuỷ tinh 150 20 (b) (a) Hỡnh 3.9 Ảnh SEM của màng cột nano TiO2 được ủ thuỷ nhiệt đối với trường hợp đế ITO cú và khụng cú lớp đệm TiO2 a) cú lớp đệm TiO2 (TN12), b) khụng cú lớp đệm TiO2 (TN18) . Nghiên cứu chế tạo vật liệu nano ZnO, TiO 2 dùng cho pin mặt trời sử dụng chất nhạy màu Nguyễn Văn Tuyên Trường. (ITO). Giới thiệu tổng quan về pin mặt trời sử dụng chất nhạy màu, vật liệu nano ZnO, TiO2 và một số phương pháp tổng hợp vật liệu nano, trong đó có giới thiệu