PIN NHẠY QUANG (DSSC)

Nội dung báo cáo trình bày về cấu tạo, tính chất, nguyên lý hoạt động, ứng dụng các loại pin nhạy quang, một dạng của pin mặt trời có chứa chất nhạy quang (hấp thu photon và chuyển hóa thành năng lượng dựa trên hiệu ứng quang điện), một nguồn năng lượng mới thân thiện với môi trường, đang được quan tâm nghiên cứu rất nhiều trên thế giới với mục tiêu góp phần thay thế cho nguồn năng lượng từ nhiên liệu hóa thạch rất gây ô nhiễm và đang cạn kiệt dần. Bài này được soạn bởi các học viên cao học khoa kỹ thuật hóa học trường Đại học Bách Khoa TPHCM, là một vấn đề mới và rất có ích cho các bạn học cùng chuyên ngành hay làm khoa học về các lĩnh vực có liên quan. Chúc các bạn thành công

PIN NHẠY QUANG

(DYE - SENSITIZED SOLAR CELLS)

HVTH: PHẠM PHƯỚC HÀO

GVHD: PGS TS NGUYỄN NGỌC HẠNH

5/2015

NỘI DUNG

1 ĐẶT VẤN ĐỀ

2 NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

3 PIN MẶT TRỜI NHẠY QUANG

4 ỨNG DỤNG

5 HƯỚNG PHÁT TRIỂN

ĐẶT VẤN ĐỀ

2

ĐẶT VẤN ĐỀ

Sử dụng hiệu quả và tiết kiệm năng lượng!

PIN MẶT TRỜI

4

PIN MẶT TRỜI

PIN MẶT TRỜI

NHẠY QUANG

6

LỊCH SỬ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN

8

SƠ ĐỒ CẤU TẠO & NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG

SƠ ĐỒ CẤU TẠO TỔNG QUÁT

SƠ ĐỒ CẤU TẠO & NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG

CHUỖI CHUYỂN ĐIỆN TỬ

S + hv = S* (trạng thái kích thích)

S+ + 3/2I- = S + 1/2I3- (tái sinh S)

1/2I3- + e- = 3/2I- (phản ứng bù)

S* (TiO2)= e-TiO2 + S+

THÀNH PHẦN CHÍNH

LỚP NỀN

In – SnO2, ITO F – SnO2, FTO

Lớp nền Độ truyền suốt Độ dẫn (Ohm/sq) Độ dày (mm)ITO > 85% 5 1.1

Tính chất của lớp nền sử dụng trong thương mại

12

mòn quang hóa

mòn, tăng hiệu quả quá trình vận chuyển điện tử

THÀNH PHẦN CHÍNH

CHẤT NHẠY QUANG

THÀNH PHẦN CHÍNH

Ru N

N CC S

CHẤT NHẠY QUANG

THÀNH PHẦN CHÍNH

Các chất nhạy quang thông dụng: N3, N719,

N749, Z907,…

- dạng lỏng (I-/ I3- trong Acetonitrile,…)???

- dạng rắn (bán dẫn, polymer, muối vô cơ)

- dạng giả rắn (quasi-solid state),…

16

THÀNH PHẦN CHÍNH

Vai trò cân bằng điện tích: phản ứng khử của cặp oxi hóa – khử, làm môi trường tái tạo chất nhạy quang, dẫn dòng điện

Vật liệu: Pt, graphite, carbon hoạt tính , carbon nanotubes,…

ƯU ĐIỂM

Hiệu quả chuyển đổi năng lượng cao, nhất là ở vùng nhiệt độ caoGiá thành rẻ, dễ vận hành (hơn so với pin Silic)

18

Có thể hoạt động tốt trong vùng có cường độ ánh sáng thấp

Lớp dẫn mỏng nên tín hiệu ánh sáng dễ dàn truyền qua là cho hiệu quả tăng đáng kể

ƯU ĐIỂM

Nhạy nhiệt nên không hoạt động ổn định ở nhiệt độ thấp Tính kết dính kém ở vùng nhiệt độ cao.

NHƯỢC ĐIỂM

20

An toàn khi sử dụng các dung môi hữu cơ dễ bay hơi

Giá thành cao khi ở qui mô lớn

Dung dịch chất điện li kém ổn định (bay hơi, ảnh hưởng nhiệt độ, rò rỉ…) => hạn chế khi tạo dạng module

NHƯỢC ĐIỂM

ỨNG DỤNG

“NGÔI NHÀ MẶT TRỜI” (SOLAR HOUSE)

Sử dụng nguồn năng lượng từ các tấm pin mặt trời đặt trên máy nhà, chuyển quang năng trực tiếp thành điện năng

=> Đây có thể sẽ là hình mẫu sử dụng năng lượng của tương lai

22

ỨNG DỤNG

CUNG CẤP NĂNG LƯỢNG CHO VÙNG ĐẢO XA/ NÚI CAO

VD: hiện nay trên quần đảo Hoàng Sa có tới hơn 4000 tấm pin mặt trời được sử dụng để cung cấp điện cho sinh hoạt của cư

NGUỒN ĐIỆN DI ĐỘNG

ỨNG DỤNG

24

SẢN PHẨM TIÊU DÙNG

ỨNG DỤNG

ĐÈN CHIẾU SÁNG CÔNG CỘNG

ỨNG DỤNG

26

PHƯƠNG TIỆN GIAO THÔNG

ỨNG DỤNG

VỆ TINH – TÀU THÁM HIỂM

ỨNG DỤNG

28

- Vô định hình -> dạng tinh thể + kích thước hạt khác nhau

- Phủ bằng TiCl4 (tăng độ rộng phổ hấp thu), Nb2O5 (tăng độ

By Trịnh Nhan Hoàng Khải

www.themegallery.com

Thank You !

30

MỘT SỐ CHẤT NHẠY QUANG

CÔNG THỨC TÍNH HIỆU SUẤT