Nghiên cứu chế tạo màng mỏng chống phản xạ Ti-SiO2 cho các ứng dụng trên tấm panel pin mặt trời

Bài viết tập trung nghiên cứu và tổng hợp màng mỏng Ti-SiO2 cho ứng dụng làm màng chống phản xạ. Các màng TiSiO2 được chế tạo trên đế kính bằng phương pháp in gạt kết hợp với xử lý nhiệt. Các màng Ti-SiO2 thu được sau khi chế tạo là hỗn hợp nanocomposite của các hạt nano SiO2 và TiO2.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu chế tạo màng mỏng chống phản xạ Ti-SiO2 cho các ứng dụng trên tấm panel pin mặt trời TNU Journal of Science and Technology 227(08): 64 - 69 FABRICATION OF SiO2-TiO2 ANTIREFLECTION THIN FILMS FOR APPLICATIONS IN SOLAR PANEL Nguyen Dang Tuyen1, Tran Huu Trung2, Nguyen Vu Giang2, Mai Duc Huynh2, Trinh Xuan Anh1, Vu Duc Huy1, Dang Quoc Khanh1, Nguyen Duy Cuong1* 1Hanoi University of Science and Technology 2Institute for Tropical Technology - Vietnam Academy of Science and Technology ARTICLE INFO ABSTRACT Received: 19/01/2022 In this study, we report the results of the Ti-SiO2 antireflection films for applications in solar panel glass. Ti-SiO2 films were fabricated on Revised: 20/4/2022 the glass substrates by doctor-blade method combined with annealing Published: 21/4/2022 process. The Ti-SiO2 films achieved are a nanocomposite of SiO2 and TiO2 nanoparticles. The obtainted results indicate that the KEYWORDS concentration of Ti strongly affects on optical and hydrophillic properties. With the variation of Ti concentration in the range of 7- Antireflection 27%, the transmittance of the Ti-SiO2 coated glass was increased from SiO2 90.2% to 94.7%. The highest transmittance of Ti-SiO2 antireflection TiO2 film coated glass, 94.7% at the wavelength of 550 nm, was observed at Ti concentration of 7% and film thickness of ~ 100 nm. Ti-SiO2 Transmittance films are hydrophyllic and have a contact angle in the range of 4.2 - Hydrophillic 58.9. The optical and hydrophillic properties indicate that the achieved Ti-SiO2 films are very promissing for applications in the solar panel glasss. NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MÀNG MỎNG CHỐNG PHẢN XẠ Ti-SiO2 CHO CÁC ỨNG DỤNG TRÊN TẤM PANEL PIN MẶT TRỜI Nguyễn Đăng Tuyên1, Trần Hữu Trung2, Nguyễn Vũ Giang2*, Mai Đức Huynh2, Trịnh Xuân Anh1, Vũ Đức Huy1, Đặng Quốc Khánh1, Nguyễn Duy Cường1* 1Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 2Viện Kỹ thuật nhiệt đới - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam THÔNG TIN BÀI BÁO TÓM TẮT Ngày nhận bài: 19/01/2022 Trong bài báo này chúng tôi tập trung nghiên cứu và tổng hợp màng mỏng Ti-SiO2 cho ứng dụng làm màng chống phản xạ. Các màng Ti- Ngày hoàn thiện: 20/4/2022 SiO2 được chế tạo trên đế kính bằng phương pháp in gạt kết hợp với Ngày đăng: 21/4/2022 xử lý nhiệt. Các màng Ti-SiO2 thu được sau khi chế tạo là hỗn hợp nanocomposite của các hạt nano SiO2 và TiO2. Các kết quả thu được TỪ KHÓA cho thấy hàm lượng Ti đã ảnh hưởng khá mạnh đến độ truyền qua cũng như đặc tính ưa nước của màng. Với sự thay đổi của tỷ lệ phần Chống phản xạ trăm Ti từ 7% đến 27%, độ truyền qua của kính phủ Ti-SiO2 tăng từ SiO2 90,2 lên 94,7%. Kính phủ màng chống phản xạ Ti-SiO2 có độ truyền TiO2 qua cao nhất là 94,7% tại bước sóng 550 nm khi phần trăm Ti là 9% và bề dày màng là ~ 100 nm. Ngoài ra, các màng phủ Ti-SiO2 đều có Độ truyền qua tính chất ưa nước, với góc tiếp xúc nằm trong khoảng 4,2-59,8. Các Ưa nước kết quả về độ truyền qua và đặc tính ưa nước cho thấy vật liệu Ti- SiO2 rất có tiềm năng cho ứng dụng làm lớp chống phản xạ trong các tấm panel pin năng lượng mặt trời. DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.5475 * Corresponding author. Email: cuong.nguyenduy@hust.edu.vn http://jst.tnu.edu.vn 64 Email: jst@tnu.edu.vn TNU Journal of Science and Technology 227(08): 64 - 69 1. Giới thiệu Các màng chống phản xạ được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau như kính xây dựng, mắt kính, kính màn hình điện thoại, các tế bào pin mặt trời và kính của tấm panel pin mặt trời [1]-[3]. Đối với các ứng dụng trong lĩnh vực pin năng lượng mặt trời, các màng chống phản xạ thường được chế tạo trực tiếp trên các tế bào pin mặt trời hoặc trên tấm kính bảo vệ của tấm panel [4], [5]. Vậy tại sao cần lớp chống phản xạ cho các tấm panel pin mặt trời? Khi ánh sáng mặt trời chiếu đến bề mặt kính bảo vệ của tấm panel thường sẽ bị thất thoát khoảng 8-9%, nguyên nhân là do bị phản xạ ngược trở lại tại bề mặt tiếp xúc giữa không khí và kính [6]. Để thu được tối đa lượng ánh sáng chiếu tới tấm panel, các tấm kính bảo vệ thường được phủ một lớp màng mỏng chống phản xạ [7]. Chiết suất của không khí và thủy tinh tương ứng là 1 và 1,52, do đó các màng chống phản xạ thường được lựa chọn phải có chiết suất nằm trong khoảng 1-1,52 [8], [9]. Magnesium flouride (MgF2) có chiết suất 1,38 tại bước sóng 550 nm khá lý tưởng cho ứng dụng làm lớp chống phản xạ khi phủ trên kính [10]. Tuy nhiên, nhược điểm của màng MgF2 là thiếu ổn định khi ở môi trường ngoài trời [11]. Hầu hết các ứng dụng của màng chống phản xạ MgF2 được chế tạo trực tiếp trên các tế bào pin mặt trời [12], [13]. Một số nghiên cứu khác sử dụng màng đa lớp của các ôxít kim loại như SiO2/ZnO/TiO2/kính, SiO2/TiO2/kính, hay SiO2/ZnO/kính cũng đã ngăn cản được đ ...