Nghiên cứu tính chất quang điện của màng tio2 và TiO2PANi

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI  NGUYỄN TRỌNG TÙNG NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT QUANG ĐIỆN CỦA MÀNG TiO2VÀTiO2/PANi LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT LÝ KỸ THUẬT HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS DƢƠNG NGỌC HUYỀN Hà Nội – Năm 2010 i MỤC LỤC BÌA PHỤ i TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ ii LỜI CẢM ƠN iii MỤC LỤC iv LỜI CAM ĐOAN vii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT viii DANH MỤC CÁC BẢNG ix DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ x MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Vật liệu TiO2 1.1.1 Các dạng cấu trúc tính chất vật lý 1.1.2 Tính chất xúc tác quang hoá TiO2 dạng anatase 1.1.2.1 Cơ chế phản ứng xúc tác quang dị thể 1.1.2.2 Giản đồ miền lƣợng Anatase Rutile 10 1.1.2.3 Cơ chế xúc tác quang TiO2 11 1.1.3 Phƣơng pháp tạo màng 13 1.1.3.1 Phƣơng pháp nhúng phủ (dip-coating) 13 1.1.3.2 Phƣơng pháp quay phủ (spin-coating) 14 1.1.3.3 Phƣơng pháp in lƣới (screen printing) 15 1.1.4 Ứng dụng màng TiO2 chế tạo pin mặt trời 15 1.1.4.1 Phân loại pin mặt trời 16 1.1.4.2 Cấu trúc vật liệu DSSC 18 1.1.4.3 Nguyên lý hoạt động 23 1.2 Vật liệu composit 24 1.2.1 Khái niệm tính chất 24 iv 1.2.1.1 Khái niệm 24 1.2.1.2 Phân loại 25 1.2.2 Polyaniline 26 1.2.2.1 Trạng thái oxi hóa 26 1.2.2.2 Tổng hợp polyaniline 27 1.2.3 Composit TiO2 Polyaniline 27 1.3 Các kỹ thuật dùng nghiên cứu 28 1.3.1 Khảo sát phân tích bề mặt vật liệu 28 1.3.2 Phƣơng pháp quang phổ Raman 29 1.3.3 Phƣơng pháp quang phổ UV-Vis 30 1.3.4 Khảo sát đƣờng đặc trƣng I-V 30 1.3.5 Khảo sát tính dẫn điện 31 CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM 32 2.1 Màng TiO2 32 2.1.1 Chuẩn bị vật liệu 32 2.1.2 Quá trình thực nghiệm 32 2.1.2.1 Tạo dung dịch TiO2 32 2.1.2.2 Tạo màng TiO2 34 2.1.2.3 Pin mặt trời nhuộm màu nhạy sáng 35 2.1.3 Các phƣơng pháp khảo sát 37 2.1.3.1 Chụp ảnh hiển vi điện tử quét (SEM) 37 2.1.3.2 Đo phổ UV-Vis 37 2.1.3.3 Đo cƣờng độ dòng điện điện áp đồng hồ đo điện 37 2.1.3.4 Đo đƣờng đặc trƣng I-V 37 2.2 Vật liệu composit TiO2/PANi 38 2.2.1 Chuẩn bị vật liệu 38 2.2.2 Quá trình thực nghiệm 38 2.2.2.1 Tạo dung dịch composit TiO2/PANi 38 2.3.2.2 Tạo màng composit TiO2/PANi khảo sát độ dẫn 39 v 2.2.3 Các phƣơng pháp khảo sát 40 2.2.3.1 Chụp ảnh hiển vị điện tử quét 40 2.2.3.2 Đo phổ Raman 40 2.2.3.3 Khảo sát khả nhạy khí O2 NH3 40 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 41 3.1 Màng TiO2 41 3.1.1 Ảnh SEM màng TiO2 41 3.1.2 Phổ hấp thụ 43 3.1.3 Pin mặt trời nhuộm màu nhạy sáng (DSSC) 45 3.2 Vật liệu composit TiO2/PANi 54 3.2.1 Bề mặt composit TiO2/PANi 54 3.2.2 Phổ Raman 55 3.2.3 Độ dẫn vật liệu composit TiO2/PANi 57 KẾT LUẬN 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO 60 vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ITO: Indium-Tin Oxide TCO: Transparent Conducting Oxide LUMO: The Lowest Unoccupied Molecular Orbital HOMO: The Highest Occupied Molecular Orbital MLCT: Metal-to-Ligand Charge-Transfer LHE: Light-Harvesting Efficiency FRET: Förster-type Resonance Energy Transfer SEM: Scanning Electron Microscope XRD: X-ray Diffraction UV-Vis: Ultraviolet-Visible spectroscopy FWHM: Full Width at Half-Maximum ISC: Short Circuit Current VOC: Open Circuit Voltage FF: Fill Factor RSH: Shunt Resistance RS: Series Resistance OECD: Organisation for Economic Co-operation and Development viii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Thông số vật lý Anatase Rutile Bảng 2.1 Các mẫu dung dịch TiO2 34 Bảng 2.2 Các mẫu màng tạo TiO2 35 Bảng 2.3 Tỉ lệ thành phần Composit TiO2/PANi 39 Bảng 3.1 Phân bố phổ Raman PANi 56 ix DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Dạng thù hình TiO2 a) anatase; b) rutile Hình 1.2 Đa diện phối trí TiO2 Hình 1.3 Cơ chế xúc tác quang chất bán dẫn Hình 1.4 Giản đồ lƣợng anatase rutile 10 Hình 1.5 Sự hình thành gốc OH* O2- 11 Hình 1.6 Sơ đồ mô tả phƣơng pháp dip-coating 14 Hinh 1.7 Sơ đồ mô tả phƣơng pháp spin-coating 14 Hình 1.8 Sơ đồ mô tả phƣơng pháp screen printing 15 Hình 1.9 Sơ đồ nguyên lý pin mặt trời Silic 16 Hình 1.10 Cấu tạo pin mặt trời nhuộm màu nhạy sáng (DSSC) 19 Hình 1.11 Phổ hấp thụ thuốc nhuộm màu N719 20 Hình 1.12 Sơ đồ cấu trúc DSSC 22 Hình 1.13 Biểu đồ lƣợng nguyên tắc hoạt động DSSC 23 Hình 1.14 Sơ đồ minh họa cấu tạo composit 25 Hình 1.15 Các loại composit: a- composit hạt; b- composit sợi; c- composit phiến; d- composit vảy; e- composit đổ đầy 26 Hình 1.16 Cấu trúc polyaniline n + m = 1, x = mức độ trùng hợp 27 Hình 1.17 Sơ đồ kính hiển vi điện tử quét 28 Hình 1.18 Sơ đồ quang phổ Raman 29 Hình 1.19 Sơ đồ máy quang phổ UV-Vis 30 Hình 1.20 Sơ đồ mạch điện đo I-V pin quang điện 31 Hình 1.21 Bộ lƣu trữ chuyển đổi liệu Science Workshop 750 31 Hình 1.22 Sơ đồ khảo sát tính chất dẫn điện màng 31 Hình 2.1 Sơ đồ tổng hợp dung dịch TiO2 33 Hình 2.2 Màng TiO2 đế ITO 35 Hình 2.3 Màng TiO2 nhuộm màu đỏ 36 Hình 2.4 Tấm thủy tinh phủ Pt 36 Hình 2.5 Pin lƣợng mặt trời sau chế tạo thử nghiệm 37 x Hình 2.6 Sơ đồ tổng hợp composit TiO2/PANi 38 Hình 2.7 Màng composit TiO2/PANi phủ lên đế điện cực 40 Hình 3.1 Ảnh SEM màng TiO2 để khô tự nhiên từ dung dịch D2 (TiO2 + Triton x100 + Axit acetic + TiCl4) 41 Hình 3.2 Ảnh SEM màng TiO2 đƣợc chế tạo từ dung dịch D1 (TiO2 + Triton x100 + Axit acetic) ủ 450oC không khí 30 phút 41 Hình 3.3 Ảnh SEM màng TiO2 đƣợc chế tạo từ dung dịch D2 (TiO2 + Triton x100 + Axit acetic + TiCl4) ủ 450oC không khí 30 phút 42 Hình 3.4 Phổ hấp thụ màng TiO2 kính ITO 43 Hình 3.5 Phổ hấp thụ màng TiO2 sau nhuộm màu N719 44 Hình 3.6 Đƣờng đặc trƣng I-V 45 Hình 3.7 Đƣờng đặc trƣng I-V sơ đồ mạch điện tƣơng đƣơng pin quang điện 46 Hình 3.8 Sơ đồ mạch điện tƣơng đƣơng pin quang điện 46 Hình 3.9 Đƣờng đặc trƣng I-V chiếu sáng 47 Hình 3.10 Đƣờng đặc trƣng I-V P-V 48 Hình 3.11 Công suất cực đại cho đƣờng cong I-V 48 Hình 3.12 Hệ số FF từ đƣờng cong I-V 49 Hình 3.13 Ảnh hƣởng RS & RSH làm lệch đƣờng I-V 51 Hình 3.14 Điện trở từ đƣờng cong I-V 51 Hình 3.15 Đƣờng đặc trƣng I-V với điều kiện chiếu sáng giảm dần 52 Hình 3.16 Ảnh SEM màng TiO2 đƣợc tạo TiCl4 dạng keo 54 Hình 3.17 Ảnh SEM màng composit TiO2/PANi 54 Hình 3.18 Ảnh SEM màng PANi 55 Hình 3.19 Phổ Raman PANi TiO2/PANi (với tỷ lệ 1:1 2:1) 56 Hình 3.20 Độ nhạy khí oxi mẫu TiO2/PANi 57 Hình 3.21 Độ nhạy khí NH3 mẫu TiO2/PANi 58 xi LỜI CẢM ƠN Trƣớc hết xin dành lời cảm ơn sâu sắc tới PGS.TS Dƣơng Ngọc Huyền, thầy tận tình hƣớng dẫn tôi, giúp hoàn thành luận văn tốt nghiệp Thầy cho đƣợc tiếp xúc, làm quen với phƣơng pháp nghiên cứu khoa học, với dụng cụ máy móc thực nghiệm phòng thí nghiệm vật liệu từ phòng, trung tâm liên quan Trong thời gian làm luận văn thầy hƣớng dẫn tạo điều kiện để phối hợp với anh chị nhóm thí nghiệm tham gia viết tham dự hội nghị vật lí quốc tế lần thứ (IWAMSN 2010) tổ chức Hà Nội tham gia nghiên cứu đề tài cấp trƣờng, cấp Tôi chân thành cảm ơn giúp đỡ anh chị phòng thí nghiệm cộng hƣởng từ giúp đỡ tôi, tạo điều kiện cho hoàn thành luận văn Tôi muốn gửi lời cảm ơn tới Ban giám hiệu, thày cô đồng nghiệp trƣờng Cao đẳng Truyền hình, đài Truyền hình Việt Nam tạo điều kiện cho học hoàn thành luận văn thạc sĩ Cuối xin dành lời cảm ơn tới gia đình tôi, ngƣời cho sống đầy niềm tin, hành phúc, động viên vƣợt qua khó khăn sống ngƣời yêu thƣơng Hà Nội, ngày 25 tháng 10 năm 2010 Học viên Nguyễn Trọng Tùng iii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết luận văn kết tôi, chép tác giả Tôi xin chịu trách nhiệm lời cam đoan vii Đƣờng đặc trƣng I-V pin quang điện đƣợc chiếu sáng có dạng nhƣ hình 3.9, điện áp pin quang điện thay đổi từ đến V OC, dòng điện có giá trị tƣơng ứng thay đổi từ đến ISC I ISC V VOC Hình 3.9 Đường đặc trưng I-V chiếu sáng Dòng điện khị ngắn mạch (ISC) giá trị dòng điện ứng với điều kiện mạch điện bị ngắn mạch, điện áp tƣơng ứng 0: I(V=0) = ISC = 0,91mA Điện áp hở mạch (VOC) giá trị điện áp dòng điện qua pin quang điện: V(I=0) = VOC = 0,49V Công suất lớn (PMAX), dòng điện, điện áp PMAX Xác định đƣờng công suất pin quang điện ta đƣợc đƣờng đặc trƣng P-V nhƣ hình 3.10 47 I/P (mA) (mW) IMP PMAX VMP Hình 3.10 Đường đặc trưng I-V P-V Công suất pin quang điện tính đƣợc thông qua đƣờng cong I-V: P=IV Tại điểm ISC VOC, công suất giá trị công suất cực đại hai điểm Điện áp dòng điện công suất cực đại V MP IMP (hình 3.11) I ISC IMP PMAX V P PMAX VMP VOC Hình 3.11 Công suất cực đại cho đường cong I-V Trong hình 3.10, với pin quang điện có kích thƣớc 0,68 cm x 0,65 cm cho công suất cực đại 0,31 mW Giá trị dòng điện điện áp PMAX có đƣợc là: IMP = 0,78 mA VMP = 0,39 V 48 Hệ số điện đầy FF (Fill Factor) chất thƣớc đo chất lƣợng pin quang điện Nó đƣợc tính tỷ số công suất tối đa (PMAX) với công suất lý thuyết (PT) đƣợc tính với điện áp mạch hở dòng ngắn mạch FF đƣợc giải thích hình ảnh với tỷ lệ diện tích hình chữ nhật hình 2.12: I PT ISC IMP P I V FF  MAX  MP MP PT I SC VOC PMAX  34 V VMP VOC Hình 3.12 Hệ số FF từ đường cong I-V Công suất lý thuyết: PT  VOC I SC  0,49.0,91  0,446mW Hệ số điền đầy: FF  PMAX 0,31   0,695 PT 0, 446 Hiệu suất (η) tỉ lệ công suất điện Pout so với công suất đầu vào mặt trời Pin pin quang điện Pout lấy từ P MAX pin mặt trời có hiệu suất tối đa  Pout P  max  max Pin Pin  35 Pin công suất ánh sáng tới, đƣợc đo W/m2 đơn vị xạ mặt trời (1000 W/m2) Hiệu suất tối đa nhƣ đƣờng đặc trƣng I-V phụ thuộc vào điều kiện bên nhƣ nhiệt độ, cƣờng độ sáng phổ ánh sáng ta dùng 49 Ở ta dùng đèn 100W, khoảng cách từ đèn tới pin quang điện 15cm Tính toán sơ ta có: Pin  100  353W / m2 2 4 (15.10 ) Mật độ công suất pin quang điện: Pmax 0,31.103   7,01W / m2 2 2 0,68.10 0,65.10 Hiệu suất pin quang điện tối đa:   Pmax 7,01   1,93.102  1,98% Pin 353 Điện trở mắc song song RSH điện trở mắc nối tiếp RS: Trong trình hoạt động, hiệu pin quang điện giảm tiêu hao lƣợng điện Những điện trở ký sinh đƣợc mô hình hóa nhƣ điện trở song song song song (RSH) điện trở nối tiếp (RS), nhƣ mô tả hình 3.8 Đối với pin quang điện lý tƣởng, RSH vô hạn không tạo dòng điện qua RSH, RS số không, kết không giảm thêm điện áp trƣớc tới tải RSH giảm Rs tăng làm giảm hệ số điền (FF) Pmax thể nhƣ hình 3.13 Nếu RSH đƣợc giảm nhiều, V OC giảm, RS tăng mức gây ISC giảm 50 I I RSH giảm RS tăng V V Hình 3.13 Ảnh hưởng RS & RSH làm lệch đường I-V Có thể xác định gần điện trở nối tiếp song song, R S RSH từ độ dốc đƣờng cong I-V VOC ISC RS đƣợc biểu thị độ dốc V OC, RSH đƣợc biểu thị độ dốc ISC (hình 3.14) I RSH tỷ lệ với độ dốc qua ISC RS tỷ lệ với độ dốc qua VOC V Hình 3.14 Điện trở từ đường cong I-V Hình 3.15 đƣờng đặc trƣng I-V cho ta thấy đƣờng cong khác nhau, đƣờng ứng với điều kiện chiếu sáng khác nhau, đƣờng cong thấp ứng với điều kiện chiếu sáng yếu (đặt đèn xa), đƣờng cong cao ứng với điều kiện chiếu sáng tốt (đặt đèn gần) 51 Hình 3.15 Đường đặc trưng I-V với điều kiện chiếu sáng giảm dần Khi cƣờng độ sáng giảm, hiệu điện pin quang điện giảm ta giải thích nhƣ sau: + Pin có điện trở lớn, điện trở pin phụ thuộc vào cƣờng độ sáng Cụ thể cƣờng độ sáng giảm, điện trở pin tăng, đo điện bị chia áp, kết hiệu điện pin quang điện giảm + Bề rộng vùng cấm TiO2 cỡ 3,2eV Khi cƣờng độ sáng tăng, khả e nhảy lên mức lƣợng sâu nhiều hơn, tạo gia mức lƣợng cao Khi cƣờng độ sáng giảm, dòng pin quang điện ta đo đƣợc giảm ta giải thích nhƣ sau: + Khi cƣờng độ sáng giảm, điện trở pin tăng, dẫn tới dòng đo đƣợc giảm + Khi cƣờng độ sáng giảm, lƣợng photon cung cấp đi, làm cho số lƣợng e dẫn giảm đi, dẫn tới dòng giảm Đo điều kiện ánh sáng mặt trời thực tế vào thời điểm 10h50’ ngày 18/06/2010, phòng thí nghiệm Vật liệu từ, Viện Vật lý kỹ thuật – Đại học Bách 52 khoa Hà Nội kết pin mặt trời DSSC: ISC=1,3mA; UOC=0,566V (kích thƣớc của pin mặt trời 0,68cm×0,65cm) Mật độ công suất lý thuyết của pin mặt trời: I SC VOC 1,3.103.0,566 PT    16,67W / m2 2 2 S 0,68.10 0,65.10 Nhƣ pin mặt trời nhuộm màu nhạy sáng chế tạo thử nghiệm thành công có hiệu suất tính toán sơ khoảng 2% 53 3.2 Vật liệu composit TiO2/PANi 3.2.1 Bề mặt composit TiO2/PANi Hình 3.16, hình 3.17 hình 3.18 ảnh SEM màng khác Hình 3.16 Ảnh SEM màng TiO2 tạo TiCl4 dạng keo Hình 3.17 Ảnh SEM màng composit TiO2/PANi 54 Hình 3.18 Ảnh SEM màng PANi Hình 3.16, hình 3.17 hình 3.18 cho thấy hình thái TiO2/PANi thay đổi tùy thuộc vào nồng độ ANi Nếu ANi, TiO2 dạng hạt đồng với kích thƣớc trung bình khoảng 20 - 25nm (hình 3.16) Khi ANi đƣợc thêm vào, ảnh hƣởng ANi dẫn tới kết hợp tạo thành composit TiO2/PANi dạng chuỗi dài xuất Chiều dài chuỗi tăng nồng độ ANi tăng (hình 3.17 hình 3.18) Khi tạo composit TiO2/PANi ta dự đoán hạt nano TiO2 (bán dẫn loại n) đƣợc phân phối theo chuỗi PANi (bán dẫn loại p) Kết nút giao liên tiếp p-n hình thành hợp chất, cho ta vật liệu có tính chất 3.2.2 Phổ Raman Quang phổ Raman thực hợp chất nano TiO2/PANi (xem hình 3.19) cho thấy diện mode dao động đặc trƣng PANi TiO2 anatase Quang phổ Raman tinh thể TiO2 anatase phân bố theo mode dao động: ~144 (Eg), 197 (Eg), 399 (B1g), 513 (A1g), 519 (B1g) 639 cm−1 (Eg) Từ phân bố Raman mode dao động PANi bảng 3.1, mode vùng 1500 cm -1 thuộc dao động hóa trị benzenoid (B), mode gần 1600 cm -1 liên quan tới cấu trúc quinoid (Q), dải 1170 cm-1 cấu trúc B-NH=Q Ba mode 1600, 1500 1170 cm-1 có dịch chuyển nhẹ TiO2/PANi điều chứng tỏ có ảnh 55 hƣởng nhiều TiO2 lên mode Nổi bật phổ Raman dịch chuyển tăng cƣờng độ mode 1338 cm-1 liên kết C-N+ hợp chất nano PANi Mode 1338 cm-1 liên quan tới mạng polaron sau độ dẫn PANi Ta coi PANi nhƣ bán dẫn loại p, TiO2 nhƣ bán dẫn loại n, kết hợp thành hợp chất lấy điện tử vùng hóa trị (HOMO) chuyển tới vùng dẫn (LUMO) PANi làm tăng khả dẫn TiO2/PANi (1:1) TiO2/PANi (2:1) PANi Hình 3.19 Phổ Raman PANi TiO2/PANi (với tỷ lệ 1:1 2:1) Bảng 3.1 Phân bố phổ Raman PANi Mode dao động (cm-1 ) Liên kết tƣơng ứng 1160-1180 C-H dao động biến dạng 1230-1255 C-N dao động hóa trị 1317-1338 C-N+ dao động hóa trị 1470-1490 C=N dao động hóa trị 1515-1520 N-H dao động biến dạng 1580 C=C dao động hóa trị 1600-1620 C-C dao động hóa trị 56 3.2.3 Độ dẫn vật liệu composit TiO2/PANi Độ dẫn lớp TiO2/PANi ảnh hƣởng mạnh mẽ môi trƣờng Nhƣ thấy từ hình 3.20 điện trở lớp TiO2/PANi thay đổi áp suất không khí đƣợc điều khiển máy bơm chân không.Việc giảm áp suất không khí gây gia tăng nhanh chóng trở kháng lớp TiO2/PANi ngƣợc lại Sự thay đổi độ dẫn điện đƣợc dự đoán tƣơng tác oxy PANi chuyển đổi thành bán dẫn loại p Quá trình phục hồi nhanh chóng cho ta thấy trình hấp thụ trình Độ dẫn thay đổi mạnh mẽ phụ thuộc vào tỷ lệ TiO PANi đơn độ nhạy khoảng 30-40% Độ nhạy cao khoảng 650% tỉ lệ TiO2 pha trộn cỡ 55%, độ nhạy tăng lên 20-25 lần so với TiO2 pha trộn Sự tƣơng tác thành phân loại n loại p hỗn hợp làm ảnh hƣởng đến cấu trúc điện tử PANi làm độ dẫn dẫn điện tăng mạnh mẽ môi trƣờng có O2 Hình 3.20 Độ nhạy khí oxi mẫu TiO2/PANi Trạng thái nhạy khí hợp chất nano TiO2/PANi khí NH3 có hình dạng khác Thông tin độ nhạy khí NH3 đƣợc thể hình 3.21 Nhƣ ta thấy, có khí NH3 làm tăng điện trở lớp TiO2/PANi Khi có khí NH3 số điện tử đƣợc tiêm vào vùng hóa trị làm cho độ dẫn PANi giảm Độ 57 nhạy NH3 cao nhƣng giảm dần theo chu kỳ hấp thụ bão hòa NH3 Độ nhạy NH3 TiO2/PANi cao 131% nồng độ 45% TiO2 Sau suy giảm nhanh chóng tăng nồng độ TiO2 Hình 3.21 Độ nhạy khí NH3 mẫu TiO2/PANi Nhƣ màng TiO đế ITO chế tạo thành công, đƣợc ứng dụng vào chế tạo thử nghiệm pin mặt trời nhuộm màu nhạy sáng (DSSC) DSSC chế tạo thử nghiệm hoạt động với hiệu suất khoảng 2% Hợp chất composit TiO2/PANi nghiên cứu thấy có khả nhạy khí O NH3, tăng độ dẫn có khí O2 giảm độ dẫn có khí NH3 58 KẾT LUẬN Sau thời gian thực đề tài nghiên cứu luận văn thu đƣợc kết sau: Chế tạo thành công màng TiO2 đế ITO với kích thƣớc hạt 20-35nm phƣơng pháp in lƣới nhiều lớp đƣợc xử lý 450oC không khí 30 phút Màng TiO2 tạo từ dung dịch (TiO2+Triton x100+Axit acetic+TiCl4) có hạt TiO2 phân bố đều, bề mặt mịn, hấp thụ mạnh bƣớc sóng 313nm Pin mặt trời nhuộm màu nhạy sáng có cấu trúc ITO/TiO2/LiI/I3+/Pt/ITO chế tạo thành công: điện áp từ 0,5 – 0,7V, hiệu suất đạt đƣợc 2% Màng composit TiO2/PANi có hạt TiO2 PANi liên kết với dạng chuỗi Phổ Raman có dịch chuyển đỉnh 1338cm-1 liên kết C-N+ nguyên nhân gây thay đổi độ dẫn PANi Màng TiO2/PANi có nhạy phụ thuộc vào tỉ lệ TiO2 nồng độ khí thử O2 NH3 Khí thử O2 làm tăng độ dẫn có độ nhạy cao 650% tỉ lệ TiO2 pha trộn 55% Khí NH3 gây giảm độ dẫn có độ nhạy cao 131% tỉ lệ TiO2 pha trộn 45% Hƣớng phát triển tiếp theo:  Đi sâu nghiên cứu pin mặt trời nhuộm màu nhạy sáng (DSSC), hoàn thiện quy trình chế tạo DSSC có hiệu cao  Nghiên cứu sâu chế nhạy khí vật liệu composit TiO2/PANi, hoàn thiện nhằm đƣa quy trình chế tạo sensor nhạy khí có độ nhạy cao  Nghiên cứu tính chất quang vật liệu composit TiO2/PANi 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO Adriana Zaleska (2008), Doped-TiO2: A Review, Recent Patents on Engineering, 2, 157-164 Baibarac M, Gomez-Romero P (2006), Nanocomposites based on conducting polymers and carbon nanotubes: From fancy materials to functional applications, J Nanosci and Nanotech., (6) 289-302 Kohjiro Hara and Hironori Arakawa (2003), Handbook of Photovoltaic Science and Engineering, John Wiley & Sons, Ltd, (15) 663-692 Jian-Ging Chena, Hung-Yu Wei, Kuo-Chuan Hoa (2007), Using modified poly(3,4-ethylene dioxythiophene): Poly(styrene sulfonate) film as a counter electrode in dye-sensitized solar cells, Solar Energy Materials & Solar Cells 91 1472–1477 M R Nabid, M Golbabaee1, A B Moghaddam, R Dinarvand, R Sedghi (2008), Polyaniline/TiO2 Nanocomposite: Enzymatic Synthesis and Electrochemical Properties, Int J Electrochem Sci., 1117–1126 Su, S.-J., Kuramoto, N (2000), Processable polyaniline-titanium dioxide nanocomposites: Effect of titanium dioxide on the conductivity, Synthetic Metals, 114, 2, 147-153 Thomas V, Namdeo M, Mohan YM, Bajpai SK, Bajpai M (2008), Review on polymer, hydrogel and microgel metal nanocomposites: A facile nanotechnological approach, J Macromolecurlar Sci., Pure Appl Chem (45) 107-119 Tai, H., Jiang, Y., Xie, G., Yu, J., Chen, X (2007), Fabrication and gas sensitivity of polyaniline-titanium dioxide nanocomposite thin film, Sensors and Actuators, B: Chemical, 125 (2) 644-650 Ulrich Schubert (2005), Chemical modification of titanium alkoxides for sol– gel processing, J Mater Chem., 15, 3701–3715 10 Weder C (2009), Functional Polymer Blends and Nanocomposites, Chimia, 11 (63) 758-763 11 Xiaobo Chen, and Samuel S Mao (2007), Titanium Dioxide Nanomaterials: Synthesis, Properties, Modifications, and Applications, Chem Rev., 107 (7), 2891-2959 60 12 Yuanzhi Li, Yining Fan and Yi Chen (2002), A novel method for preparation of nanocrystalline rutile TiO2 powders by liquid hydrolysis of TiCl4, J Mater Chem., 12, 1387–1390 13 BP (2010) BP Statistical Review of World Energy, http://www.bp.com/ 14 IEA (2009) IEA Energy Statistics, http://www.iea.org/ 15 PRB (2010) World PoPulation Data Sheet, http://www.prb.org/ 61 ... OH * H TiO2 TiO2 h OH OH * TiO2 TiO2 h RX RX TiO2 12 13 14 Ti vựng dn cú s hỡnh thnh ca cỏc gc O2-, HO2* : 11 TiO2 e O2 O2 TiO2 O2 H HO2* H 2* H 2O2 O2 TiO2 e ... hu thnh oxy v hydro theo c ch sau õy: TiO2 h TiO2 2e 2h kích thích TiO2 ánh sáng cực tím 2h H 2O 1/ 2O2 H điện cực TiO2 2e H H điện cực chất mang 22 23 24 Phn ng tng ca... tớnh cht quang in ca mng TiO2 v TiO2/ PANi c chn vi mc tiờu: tỡm hiu vt liu TiO2, nghiờn cu cỏch to mng TiO2 trờn nn ITO, ng dng ch to pin mt tri nhum mu nhy sỏng (DSSC) trờn nn mng TiO2 ó to