Nâng cao hiệu suất module pin quang điện cho buồng thu năng lượng của máy sấy nông sản dùng năng lượng mặt trời nhờ lớp truyền lỗ trống PEDOT + nc – TiO2

Bài viết Nâng cao hiệu suất module pin quang điện cho buồng thu năng lượng của máy sấy nông sản dùng năng lượng mặt trời nhờ lớp truyền lỗ trống PEDOT + nc – TiO2 trình bày các module pin mặt trời cấu trúc 04 lớp ITO/PEDOT + nc –TiO2 /MEH-PPV//Al được trình bày chi tiết. Lớp truyền lỗ trống PEDOT + nc –TiO2 có tác dụng tăng hiệu suất truyền lỗ trống về các điện cực dương của pin, nhằm làm tăng dòng quang điện cho mạch ngoài.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nâng cao hiệu suất module pin quang điện cho buồng thu năng lượng của máy sấy nông sản dùng năng lượng mặt trời nhờ lớp truyền lỗ trống PEDOT + nc – TiO2 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018. ISBN: 978-604-82-2548-3 NÂNG CAO HIỆU SUẤT MODULE PIN QUANG ĐIỆN CHO BUỒNG THU NĂNG LƯỢNG CỦA MÁY SẤY NÔNG SẢN DÙNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI NHỜ LỚP TRUYỀN LỖ TRỐNG PEDOT + nc – TiO2 Trần Thị Chung Thuỷ Bộ môn Vật lý - Trường Đại học Thuỷ lợi, email: tranchungthuy@tlu.edu.vn 1. GIỚI THIỆU CHUNG có điện áp ngưỡng hoạt động là 2,25 V, mật độ dòng điện đạt giá trị 7 mA/cm2 [4]. Với Máy sấy nông sản dùng năng lượng mặt kết quả này, cần đến 1500 module pin có cấu trời là một trong các ứng dụng khá phổ biến trúc nêu trên để quay được một chiếc quạt và hiệu quả nguồn năng lượng mặt trời vô tận có thông số kỹ thuật 50W-0,3 A, tương và quý giá. đương với một tấm panel pin mặt trời có diện Các kết quả chế tạo, nghiên cứu và khảo tích 0,75 m2 . sát sự hoạt động của máy sấy nông sản dùng năng lượng mặt trời, trong đó buồng thu năng lượng mặt trời có nhiệm vụ thu nhận và chuyển đổi năng lượng mặt trời thành nhiệt đã được báo cáo [2]. Sau đó, máy sấy đã được cải tiến nhờ sử dụng tấm thu năng lượng mặt trời có khả năng kháng khuẩn, tự làm sạch nhờ có lớp màng nano TiO2 [3]. Hiệu suất làm việc của máy tiếp tục được cải thiện nhờ phương án tích hợp đồng thời cơ chế chuyển đổi năng lượng mặt trời thành Hình 1. Mô hình máy sấy nông sản dùng nhiệt (hiệu ứng nhà kính) và điện (hiệu ứng năng lượng mặt trời, có buồng thu năng quang điện) [4]. Thế hệ máy sấy này được bổ lượng tích hợp việc thu nhận và chuyển đổi sung thêm các module pin mặt trời hữu cơ năng lượng mặt trời thành nhiệt và điện [3] nhằm chuyển đổi năng lượng mặt trời (quang năng) thành điện năng để làm quay hệ thống Một vấn đề đặt ra là diện tích của tấm panel quạt, hỗ trợ quá trình sấy khô được nhanh và sẽ là khá lớn nếu khối lượng nông sản cần sấy hiệu quả hơn. Do vậy, tấm thu năng lượng lớn. Điều này làm cho kích thước và khối của buồng thu không chỉ là các tấm kính có lượng của máy sấy cồng kềnh. Bởi vậy, cấu diện tích được tính toán phù hợp với khối trúc của các module pin quang điện được tiếp lượng nông sản cần sấy để chuyển đổi năng tục cải tiến nhằm nâng cao hiệu suất chuyển lượng mặt trời thành nhiệt, mà còn có các tấm đổi năng lượng mặt trời thành điện năng. pin quang điện được lắp đặt xen kẽ (hình 1). Thêm lớp chức năng truyền lỗ trống và Hiệu suất chuyển đổi năng lượng của các điện tử để tạo ra các pin mặt trời có cấu trúc module pin quang điện phụ thuộc nhiều vào đa lớp thay thế cho các pin mặt trời cấu trúc công nghệ chế tạo, cấu trúc của pin. Module đơn lớp là một trong các giải pháp hiệu quả pin mặt trời có kích thước 2 mm x 2,5 mm x nhằm tăng hiệu suất chuyển đổi quang năng 0,003 mm, cấu trúc 3 lớp ITO/MEH-PPV/Al, thành điện năng. 491 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018. ISBN: 978-604-82-2548-3 Trong báo cáo này, các module pin mặt trời cấu trúc 04 lớp ITO/PEDOT + nc –TiO2 /MEH-PPV//Al được trình bày chi tiết. Lớp truyền lỗ trống PEDOT + nc –TiO2 có tác dụng tăng hiệu suất truyền lỗ trống về các điện cực dương của pin, nhằm làm tăng dòng quang điện cho mạch ngoài. Hình 2. Ảnh AFM của lớp truyền lỗ trống PEDOT và tổ hợp PEDOT + nc - TiO2 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU (30% wt) Lớp nhạy quang của module pin mặt trời được chế tạo bằng công nghệ quay phủ li tâm Hình 3 là phổ truyền qua của màng dung dịch gồm 2 mg polymer MEH-PPV + 1 PEDOT và tổ hợp với nc - TiO2 . Kết quả cho ml dung môi xylene. Tốc độ quay phủ màng thấy màng có độ truyền qua cao trong vùng là 1500 vòng/phút. khả kiến, khoảng 75 đến 85%, không ảnh Lớp truyền lỗ trống được chế tạo từ tổ hợp hưởng tới độ trong suốt của anot ITO, một PEDOT và các hạt nanô TiO2 có kích thước trong những yếu tố quan trọng đối với anot hạt trung bình là 5 nm. Bột nanô TiO2 được của pin mặt trời. hòa trộn vào dung dịch PEDOT-PSS, tỷ lệ phần trăm khối lượng của TiO2 trong hỗn hợp 30% (30% wt). Dung dịch được khuấy bằng máy khuấy từ và rung siêu âm trong 8 giờ để phân tán các hạt nanô TiO2 . Các lớp màng chức năng của pin được xử lý khô trong chân không ở điều kiện áp suất 1,5 MPa. Các điện cực dương (ITO) và điện cực âm (Al) được bốc bay nhiệt trong điều kiện chân không cao, cỡ 10-5 torr. Các module pin mặt trời được chế tạo với kích thước 2 mm x 2,5 mm x 0,003 mm, gồm Hình 3. Phổ truyền qua của lớp truyền bốn lớp màng ITO/PEDOT + nc- TiO2 / lỗ trống PEDOT (a) và tổ hợp PEDOT MEH-PPV/Al trên đế thuỷ tinh. + nc - TiO2 (30% wt) (b) Cấu trúc hình thái học của các lớp được chụp ảnh bằng kính hiển vi điện tử quét (FESEM), độ truyền qua của màng truyền lỗ Trên hình 4 là phổ tán xạ Raman của màng trống được khảo sát bằng phổ hấp thụ, chiều PEDOT thuần khiết và tổ hợp PEDOT + nc- dày màng được khảo sát bằng phép đo trên TiO2 (30 wt.%). Các đỉnh phổ ứng với số hệ Anpha – Step IQ Profiler. Hiệu suất hoạt sóng đặc trưng cho PEDOT thuần khiết động của pin được khảo sát bằng phép đo đặc không bị thay đổi trong mẫu tổ hợp. Kết quả trưng dòng thế (J-V). này cho thấy tổ hợp không làm thay đổi cấu ...