Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu chế tạo vật liệu nano ZnO, TiO2 dùng cho pin mặt trời sử dụng chất nhạy màu

Mục tiêu của luận văn nhằm chế tạo thành công vật liệu TiO2 có cấu trúc cột nano trên đế ITO bằng phương pháp sol-gel và phương pháp thuỷ nhiệt; 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 ITO.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu chế tạo vật liệu nano ZnO, TiO2 dùng cho pin mặt trời sử dụng chất nhạy màu LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến PGS.TS Nguyễn ThịThục Hiền, người đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em trong suốt quá trình làmluận văn cũng như trong quá trình học tập, nghiên cứu tại trường. Từ tận đáy lòngem xin kính chúc cô cùng gia đình mạnh khoẻ và đạt được nhiều thành công trongcác nghiên cứu mới. Em xin chân thành cảm ơn các thầy, cô khoa Vật lý - Trường Đại họcKHTN, đặc biệt là các thầy, cô giáo trong bộ môn Vật lý Đại cương, Vật lý Chấtrắn đã hướng dẫn tạo mọi điều kiện cho em được học tập và hoàn thành luận vănnày. Em xin cảm ơn Ban giám đốc và cán bộ Trung tâm Khoa học vật liệu đã tạođiều kiện giúp đỡ thực hiện các phép đo trong quá trình thực hiện luận văn. Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các bạn cùng lớp và nhữngngười thân của tôi. Hà Nội, tháng 12 năm 2012 Nguyễn Văn Tuyên 1 MỤC LỤCMỤC LỤC ...................................................................................................................2DANH MỤC BẢNG BIỂU ........................................................................................5DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ..............................................................................5BẢNG KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT ..................................................................9MỞ ĐẦU ...................................................................................................................11CHƯƠNG 1 ..............................................................................................................14TỔNG QUAN LÝ THUYẾT ....................................................................................14 1.1.Tổng quan về pin DSSC ..........................................................................................................14 1.1.1. Giới thiệu tổng quát về pin mặt trời ........................................................14 1.1.2. Cấu tạo của pin DSSC .............................................................................14 1.1.3. Nguyên lý hoạt động của pin DSSC .......................................................15 1.1.4. Các thông số đặc trưng của pin mặt trời .................................................16 1.1.5. Cơ chế truyền hạt tải trong ôxit kim loại ................................................21 1.2. Một số tính chất của vật liệu nano TiO2................................................................................26 1.2.1. Các pha tinh thể của TiO2 .......................................................................26 1.2.2. Một số tính chất hoá học cơ bản của TiO2 ..............................................27 1.2.3. Một số tính chất vật lý đặc trưng của vật liệu nano TiO2 .......................28 1.3. Một số tính chất của vật liệu ZnO..........................................................................................33 1.3.1. Cấu trúc tinh thể của vật liệu ZnO ..........................................................33 1.3.2. Tính chất hoá học của ZnO .....................................................................34 1.3.3. Cấu trúc vùng năng lượng của ZnO ........................................................34 1.3.4. Tính chất điện và quang của ZnO ...........................................................36 1.4. Một số phương pháp tổng hợp vật liệu nano .......................................................................38 2/88 1.4.1. Phương pháp sputtering ..........................................................................39 1.4.2. Phương pháp lắng đọng xung laser (PLD) ..............................................40 1.4.3. Phương pháp lắng đọng chùm điện tử (PED) .........................................41 1.4.4. Phương pháp sol-gel................................................................................41 1.4.5. Phương pháp thuỷ nhiệt ..........................................................................42 1.4.6. Phương pháp nhiệt phân ..........................................................................43CHƯƠNG 2 ..............................................................................................................44KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM .................................................................................44 2.1. Quy trình chế tạo mẫu .............................................................................................................44 2.1.1. Hệ thực nghiệm .......................................................................................44 2.1.2. Các dụng cụ và hoá chất sử dụng ............................................................47 2.1.3. Tiến hành chế tạo lớp đệm TiO2 bằng phương pháp sol-gel ..................48 2.1.4. Tạo màng có cấu trúc cột nano TiO2 trên lớp đệm TiO2 bằng phương pháp thuỷ nhiệt ..................................................................................................50 2.2. Khảo sát tính chất của màng...................................................................................................53 2.2.1. Phân tích cấu trúc bằng giản đồ nhiễu xạ tia X.......................................53 2.2.2. Kính hiển vi điện tử quét (SEM) .............................................................55 2.2.3. Phổ tán sắc năng lượng (EDX) ................................... ...