tailieunhanh - Báo cáo "Chế tạo, nghiên cứu đặc trưng pin quang điện hoá trên cơ sở nano oxit titan và nano oxit thiếc "

Chế tạo, nghiên cứu đặc trưng pin quang điện hoá trên cơ sở nano oxit titan và nano oxit thiếc | TẠP CH1 KHOA HỌC VẢ CÔNG NGHỆ Tập 45 số 4 2007 Tr. 95-100 CHÉ TẠO NGHIÊN cựu ĐẶC TRƯNG PIN QUANG ĐIỆN HOÁ TRẾN Cơ SỞ NANÔ ÔXÌT TITAN VÀ NANO ÔXIT THIẾC NGUYÊN nang định phạm hoàng ngân I. MỞ ĐẦU Pin mặt trời siíic đã được biết đến từ lâu và hiện đang được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như trạm phát điện mặt trời trên tàu vũ trụ nguồn điện dân dụng cho vùng sâu vùng xa trên hải đảo làm nguồn điện nhỏ cho các máy tính bỏ túi hay nguồn điện cho xe hơi chạy bàng năng lượng mặt trời. Tuy nhiên hiệu suất chuyển hoá năng lượng quang điện và hiệu suất quang tử của pin silic còn thấp và bị giới hạn không khắc phục được giá thành cùa pin vẫn còn khá cao công nghệ chế tạo phức tạp đắt tiền . Như đã biết oxit titan TÌO2 và ôxit thiếc SnO2 có thể xem như là những chất bán dẫn vùng cấm rộng khoảng 3 eV các oxit này trong suốt trong vùng ánh sáng nhìn thấy. Vì vậy đối với TiO2 và SnO2 việc gom năng lượng của bức xạ mặt trời theo nguyên tắc của hiệu ứng quang điện về nguyên tắc chỉ thực hiện được trong vùng ánh sáng tử ngoại. Điều này khiến hiệu suất chuyển đổi quang điện của TiO2 còn thấp hơn cả pin silic. Gần đây tập thể khoa học do giáo sư Gratzel chủ trì đẵ phát minh ra một loại pin mặt trời kiêu mới hoạt động theo nguyên lí quang điện hóa trong đó oxit titan được tẩm chất nhạy quang Dye-sensitized solar cell viết tắt là DSSC 1 - 3 . Hiệu suất lượng tử cũng như hiệu suất chuyển hoá năng lượng photon sang năng lượng điện chuyển hoá quang điện cùa pin này cao hơn hẳn pin siíỊic truyền thống. Nhất là khi điện cực TiO2 có cấu trúc nanô tinh thể. Có hai tác nhân quan trọng và quyết định tính ưu việt của pin DSSC so với pin silic là Khả năng thu gom bức xạ mặt ười lớn nhờ việc đưa vào cấu trục tinh thể chất nhạy quang. Cơ chế của quá trình thu gom hiệu quả năng lượng mặt trời được giải thích là hệ điện cực TiO2 và chất nhạy quang đã tạo ra các mức năng lượng trung gian phù hợp với dải bức xạ của mặt trời Lớp oxìt xốp và dạy cấu trúc nanô bao gồm vô số các hạt nanô tinh .