Giới thiệu chung
Thế kỷ 21 đặt ra yêu cầu cấp thiết về việc tìm kiếm các nguồn năng lượng mới, sạch, giá rẻ và dồi dào, trong đó năng lượng mặt trời được xem là giải pháp tiềm năng. Bài luận này tập trung vào việc nghiên cứu chế tạo và khảo sát tính chất của màng ôxít titan (TiO2) và ôxít kẽm (ZnO) có cấu trúc nano, ứng dụng làm điện cực thu điện tử trong pin mặt trời quang điện hóa dạng SSSC (Semiconductor-Sensitized Solar Cell).
Pin mặt trời quang điện hóa SSSC là một hướng nghiên cứu mới, khắc phục nhược điểm của pin DSSC truyền thống về chi phí vật liệu và độ bền. Các vật liệu TiO2 và ZnO cấu trúc nano đóng vai trò là điện cực thu điện tử, tạo thành một mạng lưới liên kết hạt, hỗ trợ quá trình dẫn điện tử hiệu quả. Đặc biệt, cấu trúc nano giúp tăng diện tích tiếp xúc với các hạt bán dẫn nhạy sáng, từ đó nâng cao hiệu suất pin.
Luận án đã đề cập đến các phương pháp chế tạo màng mỏng như phương pháp thủy phân, nhiệt phân, phun khí, phun siêu âm, nhúng phủ, bốc bay chân không, spin coating, phún xạ, bốc bay chùm tia điện tử. Các phương pháp phân tích bao gồm chụp ảnh SEM, nhiễu xạ tia X, đo phổ hấp thụ UV-VIS, đo tính chất điện Hall, và đo đặc trưng J-V.
Nội dung chính của luận án bao gồm:
- Nghiên cứu chế tạo màng mỏng các ôxít bán dẫn TiO2 và ZnO cấu trúc nano.
- Chế tạo màng TiO2/CdS và ZnO/CdS, nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ đến các thông số của pin SSSC.
- Thử nghiệm chế tạo và khảo sát các thông số đặc trưng của linh kiện pin quang điện hóa SSSC.
Luận án cũng nhấn mạnh tính mới và ý nghĩa khoa học của việc chế tạo thành công lớp CdS cấu trúc nano, đóng vai trò là chất nhạy sáng, thẩm thấu trong màng TiO2 và ZnO, mở rộng phổ hấp thụ đến vùng khả kiến, hứa hẹn nâng cao hiệu suất của các linh kiện quang điện.