Đang tải... (xem toàn văn)
MỞ ĐẦU Trong những năm gần đây vật liệu bán dẫn kích thước nano càng được chú ý đến bởi tính năng nổi trội và khác biệt. Một trong số đó, ZnO là vật liệu bán dẫn loại n có bề rộng vùng cấm lớn (3,37 eV) và năng lượng liên kết exciton cao (60 meV). Hiện nay, màng ZnO đã có nhiều ứng dụng trong việc chế tạo các linh kiện quang điện tử như pin mặt trời, laser, và đèn LED. Ngoài ra, vật liệu ZnO còn được chế tạo dưới dạng các cấu trúc ZnO một chiều như nanorod và nanowire. Các cấu trúc này có độ dẫn điện tốt vì chất lượng tinh thể cao hơn so với các cấu trúc dạng màng. Ngoài ra, trong ứng dụng của đèn LED, cấu trúc ZnO một chiều định hướng vuông góc với bề mặt đế đóng vai trò như một ống dẫn sóng và làm giảm tán xạ của ánh sáng tại các cạnh bên và có thể làm tăng hiệu suất ánh sáng phát xạ mà không cần sử dụng đến các thấu kính hay gương phản xạ. Mặc dù các cấu trúc ZnO một chiều chứa đựng nhiều ưu điểm và có chất lượng tinh thể cao nhưng việc chế tạo các các linh kiện quang điện tử dựa trên lớp chuyển tiếp đồng thể pn của vật liệu bán dẫn ZnO vẫn còn tồn tại nhiều thách thức do bản chất tự nhiên của ZnO là bán dẫn loại n. Để giải quyết vấn đề này, một số nghiên cứu đã chế tạo lớp chuyển tiếp dị thể của các linh kiện quang điện tử bằng việc ghép cặp giữa các cấu trúc ZnO một chiều với các vật liệu khác như pGaN (LED) và PbS, PbSe (pin mặt trời). Tuy nhiên, trong ứng dụng chế tạo đèn LED, hiệu suất phát xạ và công suất ra của đèn LED vẫn còn thấp. Điều này có thể được giải thích do hiệu suất bơm hạt tải thấp vì có sự ngăn cản năng lượng lớn tại bề mặt tiếp xúc. Để giải quyết vấn đề này, cấu trúc ZnO một chiều đã được pha tạp thêm nguyên tố In. Việc pha tạp này có thể làm thay đổi cấu trúc tinh thể (bao gồm kích thước, hình thái bề mặt) và tăng nồng độ hạt tải dẫn đến việc cải thiện tính chất điện và quang của cấu trúc ZnO một chiều. Dựa trên cơ sở đó cùng những điều kiện trang thiết bị hiện có trong phòng thí nghiệm và sự định hướng của thầy hướng dẫn, em chọn đề tài luận văn tốt nghiệp là: “Khảo sát một số tính chất của cấu trúc ZnO nanorod pha tạp Al ứng dụng trong chế tạo pin Mặt Trời ” Mục đích của luận văn nhằm: Chế tạo màng ZnO:Al bằng phương pháp Solgel. Chế tạo cấu trúc ZnO:Al nanorod bằng phương pháp thủy nhiệt. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và nồng độ dung dịch thủy nhiệt đến các tính chất của cấu trúc ZnO:Al nanorod. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ tạp chất Al từ 0% đến 3% lên các cấu trúc, tính chất (tính chất điện và tính chất quang) của cấu trúc ZnO:Al nanorod. Tìm hiểu khả năng ứng dụng của cấu trúc ZnO:Al nanorod trong chế tạo pin mặt trời. Kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận văn với các phần chính: Chương 1. Tổng quan Trình bày tính chất cấu trúc của vật liệu ZnO, vật liệu ZnO nanorod và phương pháp chế tạo cấu trúc ZnO nanorod. Chương 2. Thực nghiệm Trình bày các bước tiến hành thực nghiệm: Chế tạo lớp mầm ZnO trên đế thủy tinh, pSi bằng phương pháp quay phủ. Chế tạo cấu trúc ZnO nanorod bằng phương pháp thủy nhiệt. Chương 3. Kết quả và thảo luận Trình bày các kết quả khảo sát và rút ra kết luận. Kết luận Tài liệu tham khảo
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI TRẦN THỊ MÙI KHẢO SÁT MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA CẤU TRÚC ZnO NANOROD PHA TẠP Al ỨNG DỤNG TRONG CHẾ TẠO PIN MẶT TRỜI Chuyên ngành: VẬT LÍ CHẤT RẮN Mã số: 60.44.01.04 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÍ HÀ NỘI, NĂM 2016 CÔNG TRÌNH LIÊN ĐẾNhoàn LUẬNthành VĂN LuậnQUAN văn Trường Đại học sư phạm Hà Nội Nguyen Dinh Lam, Le Thuy Trang, Nguyen Thi Mui, Pham Van Vinh, Vuong Van Cuong and Nguyen Van Hung, “Influences of Sn doping concentration on characteristics of ZnO films for Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN ĐÌNH LÃM solar cell applications”, JOURNAL OF SCIENCE OF HNUE, Mathematical and Physical Sci., 2015, Vol 60, No 7, pp 41-46 Phản biện 1: TS Phạm Văn Vĩnh Phản biện 2: PGS TS Nguyễn Huy Dân Luận văn bảo vệ Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ Tại trường ĐHSP Hà Nội Vào lúc, … giờ, ngày …….tháng năm 2016 Có thể tìm đọc luận văn tại: - Thư viện khoa Công nghệ thông tin; - Thư viện trường ĐHSP Hà Nội MỞ ĐẦU Trong năm gần vật liệu bán dẫn kích thước nano ý đến tính trội khác biệt Một số đó, ZnO vật liệu bán dẫn loại n có bề rộng vùng cấm lớn (3,37 eV) lượng liên kết exciton cao (60 meV) Hiện nay, màng ZnO có nhiều ứng dụng việc chế tạo linh kiện quang điện tử pin mặt trời, laser, đèn LED Ngoài ra, vật liệu ZnO chế tạo dạng cấu trúc ZnO chiều nanorod nanowire Các cấu trúc có độ dẫn điện tốt chất lượng tinh thể cao so với cấu trúc dạng màng Ngoài ra, ứng dụng đèn LED, cấu trúc ZnO chiều định hướng vuông góc với bề mặt đế đóng vai trò ống dẫn sóng làm giảm tán xạ ánh sáng cạnh bên làm tăng hiệu suất ánh sáng phát xạ mà không cần sử dụng đến thấu kính hay gương phản xạ Mặc dù cấu trúc ZnO chiều chứa đựng nhiều ưu điểm có chất lượng tinh thể cao việc chế tạo các linh kiện quang điện tử dựa lớp chuyển tiếp đồng thể p-n vật liệu bán dẫn ZnO tồn nhiều thách thức chất tự nhiên ZnO bán dẫn loại n Để giải vấn đề này, số nghiên cứu chế tạo lớp chuyển tiếp dị thể linh kiện quang điện tử việc ghép cặp cấu trúc ZnO chiều với vật liệu khác p-GaN (LED) PbS, PbSe (pin mặt trời) Tuy nhiên, ứng dụng chế tạo đèn LED, hiệu suất phát xạ công suất đèn LED thấp Điều giải thích hiệu suất bơm hạt tải thấp có ngăn cản lượng lớn bề mặt tiếp xúc Để giải vấn đề này, cấu trúc ZnO chiều pha tạp thêm nguyên tố In Việc pha tạp làm thay đổi cấu trúc tinh thể (bao gồm kích thước, hình thái bề mặt) tăng nồng độ hạt tải dẫn đến việc cải thiện tính chất điện quang cấu trúc ZnO chiều Dựa sở điều kiện trang thiết bị có phòng thí nghiệm định hướng thầy hướng dẫn, em chọn đề tài luận văn tốt nghiệp là: “Khảo sát số tính chất cấu trúc ZnO nanorod pha tạp Al ứng dụng chế tạo pin Mặt Trời ” Mục đích luận văn nhằm: - Chế tạo màng ZnO:Al phương pháp Sol-gel - Chế tạo cấu trúc ZnO:Al nanorod phương pháp thủy nhiệt - Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ nồng độ dung dịch thủy nhiệt đến tính chất cấu trúc ZnO:Al nanorod - Khảo sát ảnh hưởng nồng độ tạp chất Al từ 0% đến 3% lên cấu trúc, tính chất (tính chất điện tính chất quang) cấu trúc ZnO:Al nanorod - Tìm hiểu khả ứng dụng cấu trúc ZnO:Al nanorod chế tạo pin mặt trời Kết nghiên cứu trình bày luận văn với phần chính: Chương Tổng quan Trình bày tính chất cấu trúc vật liệu ZnO, vật liệu ZnO nanorod phương pháp chế tạo cấu trúc ZnO nanorod Chương Thực nghiệm Trình bày bước tiến hành thực nghiệm: - Chế tạo lớp mầm ZnO đế thủy tinh, p-Si phương pháp quay phủ - Chế tạo cấu trúc ZnO nanorod phương pháp thủy nhiệt Chương Kết thảo luận Trình bày kết khảo sát rút kết luận Kết luận Tài liệu tham khảo CHƯƠNG I: TỔNG QUAN I Những đặc trưng vật liệu ZnO 1.Cấu trúc mạng tinh thể ZnO 1.1.Cấu trúc lục giác xếp chặt (Hexagonal wurtzite) 1.2.Cấu trúc lập phương kiểu NaCl 1.3.Cấu trúc lập phương giả kẽm 2.Tính chất dẫn điện vật liệu ZnO Ở nhiệt độ phòng, ZnO tinh khiết xem chất cách điện Dưới đáy vùng dẫn tồn mức donor cách đáy vùng dẫn 0,05 eV 0,15 eV (hình 1.4) Ở nhiệt độ thường, electron tự không đủ lượng để di chuyển lên vùng dẫn, ZnO dẫn điện nhiệt độ phòng Tăng nhiệt độ lên đến khoảng 200 oC– 400oC, electron nhận lượng nhiệt đủ lớn, đủ để chúng di chuyển lên vùng dẫn làm ZnO trở thành chất dẫn điện 3.Tính chất quang ZnO ZnO loại bán dẫn chuyển mức thẳng với độ rộng vùng cấm lớn (3,37eV), tinh thể bất đẳng hướng có trục quang học có độ truyền qua cao ( >80%) vùng ánh sáng khả kiến Nhờ độ truyền qua cao mà ZnO dùng nhiều màng dẫn điện suốt Độ rộng vùng cấm ảnh hưởng trực tiếp đến tính chất phát quang độ hấp thụ quang học 4.Vật liệu ZnO pha tạp Al Khi vật liệu ZnO pha tạp Al, ion Al 3+thay vào vị trí Zn2+ mạng tinh thể ZnO cho electron tự do, làm tăng độ dẫn điện vật liệu.ZnO : Al trở thành bán dẫn suy biến loại n có điện trở nhỏ, nồng độ hạt tải lớn Sự gia tăng nồng độ hạt tải màng ZnO pha tạp Al liên quan đến việc mở rộng độ rộng vùng cấm, hiệu ứng Moss-Burstein II Những đặc trưng vật liệu ZnO nanorod 1.Cấu trúc hình thái học Thanh nano ZnO hay gọi ZnO nanorod (ZnO NRs) vật liệu có cấu trúc dạng giác trụ đứng mặt hình thái học, với kích thước thông thường theo tỉ lệ chiều rộng:chiều dài 3:5 3:7 Tuy nhiên, tỉ lệ thay đổi theo ứng dụng khác ZnO NRs ZnO nanowire, nanotube, nanopencel, nanorod…được coi cấu trúc không gian 1D 2.Tính chất điện ZnO nanorod Về bản, độ dẫn điện vật liệu phụ thuộc vào nồng độ độ linh động hạt tải, độ dẫn điện phụ thuộc vào hình thái vật liệu Đối với vật liệu chiều điện tử tự sinh trình hấp thụ ánh sáng di chuyển chiều theo chiều mở rộng nên mát lượng điện tử bị hạn chế Điều làm cho vật liệu có hiệu suất lượng tử cao so với vật liệu hai hay ba chiều Một lí làm cho vật liệu chiều dẫn điện tốt hiệu ứng biên, biên vật liệu chiều nguyên tử không liên kết với nguyên tử khác cách đầy đủ với nguyên tử lân cận, liên kết với nguyên tử bên bờ III Vật liệu ZnO ZnO nanorod ứng dụng pin mặt trời đèn LED 1.Thành phần cấu tạo 1.1.Pin Mặt Trời ứng dụng vật liệu ZnO Hình 1.1: Cấu trúc pin mặt trời sử dụng lớp chuyển tiếp dị thể ZnO 1.1 Pin Mặt Trời ứng dụng vật liệu ZnO nanorod Hình 1.2 (a) Cấu trúc pin mặt trời sử dụng lớp chuyển tiếp dị thể ZnO PbS quantum dot (b) Đường đặc trưng I-V màng ZnO cấu trúc ZnO nanowire Trong việc ứng dụng chế tạo đèn LED, cấu trúc ZnO nanorod pha tạp In chế tạo màng p-GaN phương pháp thủy nhiệt Kết nghiên cứu kích thước ( đường kính chiều dài) nanorod tính chất điện LED tăng với tăng nồng độ In Hay nói cách khác, ZnO nanorod pha In có tính chất điện tốt so với không pha tạp Hình 1.3: Ảnh SEM cấu trúc ZnO nanorod pha tạp In với nồng độ khác nhau; (a) 0%, (b) 2%, (c) 5% Hình 1.4 a) Cấu trúc đèn LED sử dụng lớp chuyển tiếp dị thể ZnO p-GaN (b) Đường đặc trưng I-V ZnO pha tạp ZnOkhông pha tạp đế p-GaN Như pin mặt trời sử dụng cấu trúc ZnO nanorod có nhiều ưu điểm so với việc sử dụng lớp màng ZnO Hơn việc pha tạp In vào cấu trúc ZnO nanorod làm tăng tính dẫn điện đèn LED Từ lí em chọn pha tạp Al vào cấu trúc ZnO nanorod để khảo sát tính chất quang tính chất điện, nhằm ứng dụng chế tạo pin mặt trời 2.Cơ chế hoạt động 3.Hiệu suất chuyển đổi lượng pin mặt trời IV Phương pháp chế tạo ZnO nanorod 10 2.Giản đồ nhiễu xạ tia X Hình 3.2: Giản đồ nhiễu xạ XRD màng ZnO:Al( 0%3%) Giản đồ nhiễu xạ XRD cho thấy màng ZnO:Al có cấu trúc đa tinh thể, định hướng theo nhiều phương khác Các đỉnh nhiễu xạ ứng với mặt phẳng mạng (100), (002), (101), (102), (110), (103), (112) quan sát giản đồ Do xuất mặt phẳng mạng (002) cho thấy ZnO có cấu trúc lục giác xếp chặt Cường độ đỉnh mặt phẳng mạng (002) có tinh thể màng ZnO có định hướng ưu tiên theo hướng [002] nồng độ pha tạp Al tăng lên Sự định hướng tinh thể theo hướng định làm tăng độ xếp chặt màng, làm tăng độ linh động hạt tải độ dẫn điện Tất 14 đỉnh phổ XRD đỉnh nhọn hẹp, đỉnh nhiễu xạ tạp chất khác không xuất phổ XRD 3.Độ truyền qua quang học Kết đo độ truyền qua màng ZnO với nồng độ pha tạp Al từ đến 3% đế thủy tinh sau ủ nhiệt không khí trình bày hình 3.3 Hình 3.3: (a) Phổ truyền qua màng ZnO:Al, (b) Độ truyền qua trung bình màng ZnO:Al 15 Hình 3.4: (a) Đồ thị (αhν)2 màng ZnO:Al phụ thuộc vào lượng photon, (b) Năng lượng cấm màng ZnO:Al phụ thuộc vào nồng độ pha tạp Để xác định giá trị vùng lượng màng ta sử dụng công thức Trong α hệ số hấp thụ, β số hν lượng photon Vì ZnO chất bán dẫn chuyển dời thẳng nên m chọn ½ Các hệ số hấp thụ α tính từ phổ truyền qua cách sử dụng phương trình , t độ dày màng T độ truyền qua Năng lượng vùng cấm Eg xác định cách ngoại suy vùng tuyến tính (αhν) so với lượng thể hình vẽ 3.4a mô tả hình 3.4b Năng lượng vùng cấm quang học mở rộng khoảng 3,21-3,31 eV nồng độ pha tạp Al thay đổi từ 0%-3% Việc mở rộng vùng lượng quang học hiệu ứng BursteinMoss II Kết khảo sát phụ thuộc cấu trúc ZnO nanorod vào nhiệt độ thủy nhiệt Ảnh SEM 16 Hình 3.5 Ảnh SEM cấu trúc ZnO nanorod nhiệt độ thủy nhiệt thay đổi Hình 3.5 cho thấy ZnO nanorod có cấu trúc lục giác biểu rõ rệt, hình thành phát triển tốt đế thủy tinh Tuy nhiên, nhiệt độ khác ZnO NRs có kích thước, định hướng khác Khi nhiệt độ tăng chiều dài rod tăng theo Hình 3.6 Chiều dài mật độ cấu trúc ZnO nanorod phụ thuộc vào nhiệt độ ủ 2.Phổ truyền qua quang học 17 Hình 3.7 Phổ truyền qua quang học cấu trúc ZnO nanorod phụ thuộc vào nhiệt độ ủ II.Sự phụ thuộc cấu trúc ZnO nanorod vào nồng độ dung dịch thủy nhiệt 1.Ảnh SEM Hình 3.8 Ảnh SEM cấu trúc ZnO nanorod nồng độ dung dịch thủy nhiệt thay đổi Hình 3.9: Chiều dài mật độ cấu trúc ZnO nanorod thay đổi theo nồng độ dung dịch thủy nhiệt 18 Hình 3.8 hình 3.9 cho thấy nồng độ dung dịch thủy nhiệt tăng từ 10 mM đến 30 mM đường kính rod tăng, chiều dài rod tăng mật độ cấu trúc nanorod quan sát mẫu thủy nhiệt 20mM lớn 2.Phổ truyền qua quang học Hình 3.10: Phổ truyền qua quang học cấu trúc ZnO nanorod thay đổi theo nồng độ dung dịch thủy nhiệt IV Kết khảo sát cấu trúc ZnO:Al nanorod 1.Ảnh SEM Khi tiến hành thủy nhiệt màng ZnO:Al 80 oC, thời gian thủy nhiệt 120 phút, thay đổi nồng độ pha tạp Al từ 0-3%, kích thước mật độ cấu trúc nanorod thay đổi thể hình 3.11 19 Hình 3.11: Ảnh SEM cấu trúc ZnO:Al Hình 3.12 nanorod với nồng độ Al từ 0% đến 3% thay đổi pha tạp A 2.Giản đồ nhiễu xạ tia X Hình 3.13 Giản đồ nhiễu xạ tia X cấu trúc ZnO:Al nanorod (0%-3%) 3.Phổ truyền qua quang học Hình 3.14 Phổ truyền qua quang học cấu trúc ZnO:Al nanorod 20 4.Đặc trưng I-V 4.1 Đường đặc trưng I-V cấu trúc ZnO:Al nanorod đế thủy tinh Hình 3.15 (a)Đường đặc trưng I-V cấu trúc ZnO nanorod pha tạp Al 0% đến 3% (b) Sự phụ thuộc điện trở vào nồng độ pha tạp Al lên cấu trúc ZnO nanorod Độ dẫn điện mẫu đánh giá thông qua đường đặc trưng I-V trình bày hình 3.15a Các điện cực chuẩn bị keo bạc Hình 3.15(a) rằng, đường đặc trưng I-V tuyến tính Vì vậy, điện cực thể tính Ohmic Kết khảo sát hình 3.15b cho thấy, cấu trúc ZnO pha tạp 1% Al có độ dẫn điện tốt Đây tiền đề cho 21 khảo sát sâu đặc trưng I-V, từ xác định khả dẫn điện (thông qua điện trở) cấu trúc ZnO nanorod Hình 3.16 Đặc trưng I-V Hình 3.17 Sự p cấu trúc ZnO:Al nanorod phụ điện trở vào cườ thuộc vào cường độ chiếu sáng sáng 22 Hình 3.18 Đặc trưng I-V ZnO: Al nanorod đế Silic nồng độ pha tạp Al thay đổi Đặc trưng I-V lớp tiếp xúc dị thể p-Si/n-ZnO:Al nanorod thể tính chỉnh lưu điốt Khi nồng độ tạp chất tăng lên, chế độ đo phân cực thuận, giá trị dòng điện tăng Dòng điện qua lớp tiếp xúc p-n tuân theo quy luật hàm mũ: eV I = I s exp( ) − 1 kT Trong đó: Is dòng bão hòa V điện đặt vào e điện tích electron k số Boltzman T nhiệt độ tuyệt đối 23 Hình 3.19 Sự phụ thuộc Is Vmở ZnO:Al nanorod đế silic vào nồng độ tạp chất Al 24 KẾT LUẬN Những công việc thực Tìm hiểu lý thuyết đặc điểm cấu trúc tính chất (tính chất quang, tính chất điện) vật liệu ZnO vật liệu ZnO nanorod, phương pháp chế tạo cấu trúc ZnO nanorod Tìm hiểu ứng dụng màng ZnO cấu trúc ZnO nanorod pin mặt trời đèn LED Chế tạo màng ZnO:Al đế thủy tinh, với nồng độ pha tạp Al khác phương pháp Sol-gel, ủ không khí nhiệt độ 5000C, thời gian Tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ tạp chất Al đến cấu trúc, hình thái học tính chất màng ZnO:Al chế tạo Chế tạo ZnO:Al nanorod đế thủy tinh đế p-Si phương pháp thủy nhiệt Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ thủy nhiệt, nồng độ dung dịch thủy nhiệt nồng độ pha tạp Al đến kích thước, mật độ, tính chất cấu trúc ZnO:Al nanorod Tìm hiểu phương pháp phân tích mẫu: - Phương pháp nhiễu xạ tia X - Phương pháp chụp ảnh hiển vi điện tử quét (SEM) 25 - Phương pháp khảo sát độ truyền qua quang - Phương pháp đo điện đồng hồ keithley 2000 ghép nối máy tính (I-V) Kết đạt Chế tạo thành công màng ZnO:Al với nồng độ tạp chất Al khác nhau, bề mặt màng hình thành nhiều hạt có kích thước khoảng vài chục nanomet, kích thước hạt lớn bề mặt màng trở nên ghồ ghề tăng nồng độ tạp chất Al Màng ZnO ZnO pha tạp với nồng độ Al khác Có cấu trúc lục giác xếp chặt, định hướng theo nhiều phương khác Các đỉnh nhiễu xạ ứng với mặt phẳng mạng (100), (002), (101), (102), (110), (103), (112) quan sát giản đồ nhiễu xạ tia X Cường độ đỉnh mặt phẳng mạng (002) cho thấy tinh thể màng ZnO có định hướng ưu tiên theo hướng [002] nồng độ pha tạp Al tăng lên Tất đỉnh phổ XRD đỉnh nhọn hẹp, đỉnh nhiễu xạ tạp chất khác không xuất phổ XRD Các màng ZnO:Al tạo có độ truyền qua trung bình cao (T > 95%) khoảng bước sóng 380nm-800nm, chứng tỏ tạp chất Al làm tăng độ truyền qua quang học màng ZnO Và độ truyền qua trung bình cao đạt nồng độ pha tạp Al 1% Điều giải thích phần đóng góp độ nhám bề mặt mẫu Như vậy, Al đưa vào ZnO cải thiện đáng kể độ truyền qua quang học Chế tạo thành công cấu trúc ZnO:Al nanorod, có cấu trúc lục giác, định hướng theo trục c trực giao tốt với đế, cấu trúc có mật độ rod đạt giá trị lớn thực thủy nhiệt 80 o C, nồng độ dung dịch thủy nhiệt 20mM Độ truyền qua 26 trung bình cao đạt nồng độ pha tạp Al 3%, độ truyền qua trung bình lên tới 95.69% Cấu trúc ZnO:Al nanorod có định hướng mạnh theo trục c Khi không pha tạp Al đỉnh (002) có cường độ lớn Khi pha tạp 1% Al cường độ đỉnh (002) có giá trị lớn đỉnh lại có giá trị cường độ giảm Khi nồng độ Al tăng lên 2% 3% cường độ đỉnh nhiễu xạ giảm mạnh Điều cho thấy, Al tham gia vào cấu trúc ZnO nanorod Cấu trúc ZnO:Al nanorod với nồng độ tạp chất 1% Al có độ truyền qua khoảng 85%, độ dẫn điện tốt thủy nhiệt nhiệt độ 800C, nồng độ 20mM nên phù hợp với yêu cầu chế tạo pin mặt trời Cấu trúc ZnO nanorod pha tạp 1% Al chọn để khảo sát ảnh hưởng cường độ ánh sáng chiếu tới đến tính chất điện cấu trúc Cường độ ánh sáng chiếu tới tăng điện trở cấu trúc giảm, độ dẫn điện tăng tăng lên tuân theo quy luật hàm số mũ Giá trị điện trở giảm dần tới giá trị Đặc biệt chế tạo thành công lớp tiếp xúc dị thể p-Si/nZnO:Al nanorod có đặc tính chỉnh lưu cao Dòng điện phân cực thuận lớp tiếp xúc dị thể tăng nồng độ tạp chất Al tăng Ngoài ra, tăng nồng độ tạp chất Al làm tăng nồng độ hạt tải nên độ dẫn điện tăng dẫn đến dòng điện bão hòa (Is) tăng, đồng thời hiệu điện mở (Vmở) giảm Đặc trưng I-V lớp tiếp xúc dị thể p-Si/n-ZnO:Al nanorod thể tính chỉnh lưu điốt mở triển vọng hoàn thiện, chế tạo điot, ứng dụng pin mặt trời có hiệu suất cao 27 28