Nghiên cứu chế tạo vật liệu nano zno, tio2 dùng cho pin mặt trời sử dụng chất nhạy màu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN -o0o - Nguyễn Văn Tuyên NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU NANO ZnO, TiO2 DÙNG CHO PIN MẶT TRỜI SỬ DỤNG CHẤT NHẠY MÀU LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Hà Nội - Năm 2012 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN -o0o - Nguyễn Văn Tuyên NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU NANO ZnO, TiO2 DÙNG CHO PIN MẶT TRỜI SỬ DỤNG CHẤT NHẠY MÀU Chuyên ngành: Vật lý chất rắn Mã số: 60 44 07 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Thị Thục Hiền Hà Nội - Năm 2012 MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ BẢNG KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1.1.Tổng quan pin DSSC 1.1.1 Giới thiệu tổng quát pin mặt trời 1.1.2 Cấu tạo pin DSSC 1.1.3 Nguyên lý hoạt động pin DSSC 1.1.4 Các thông số đặc trƣng pin mặt trời 1.1.5 Cơ chế truyền hạt tải ôxit kim loại 1.2 Một số tính chất vật liệu nano TiO2 1.2.1 Các pha tinh thể TiO2 1.2.2 Một số tính chất hố học TiO2 1.2.3 Một số tính chất vật lý đặc trƣng vật liệu nano TiO2 1.3 Một số tính chất vật liệu ZnO 1.3.1 Cấu trúc tinh thể vật liệu ZnO 1.3.2 Tính chất hố học ZnO 1.3.3 Cấu trúc vùng lƣợng ZnO 1.3.4 Tính chất điện quang ZnO 1.4 Một số phƣơng pháp tổng hợp vật liệu nano 1.4.1 Phƣơng pháp sputtering 1.4.2 Phƣơng pháp lắng đọng xung laser (PLD) 1.4.3 Phƣơng pháp lắng đọng chùm điện tử (PED) 1.4.4 Phƣơng pháp sol-gel 1.4.5 Phƣơng pháp thuỷ nhiệt 1.4.6 Phƣơng pháp nhiệt phân CHƢƠNG KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM 2.1 Quy trình chế tạo mẫu 2.1.1 Hệ thực nghiệm 2.1.2 Các dụng cụ hoá chất sử dụng 2.1.3 Tiến hành chế tạo lớp đệm TiO2 phƣơng pháp sol-gel 2.1.4 Tạo màng có cấu trúc cột nano TiO2 lớp đệm TiO2 phƣơng pháp thuỷ nhiệt 2.2 Khảo sát tính chất màng 2.2.1 Phân tích cấu trúc giản đồ nhiễu xạ tia X 2.2.2 Kính hiển vi điện tử quét (SEM) 2.2.3 Phổ tán sắc lƣợng (EDX) 2.2.4 Phép đo huỳnh quang 2.2.5 Phổ tán xạ, hấp thụ truyền qua 2.2.6 Phổ tán xạ Raman CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Nghiên cứu tính chất lớp đệm TiO2 3.1.1 Nghiên cứu hình thái lớp đệm TiO2 ảnh SEM 3.1.2 Nghiên cứu cấu trúc lớp đệm TiO2 giản đồ XRD 3.1.3 Phổ EDX lớp đệm TiO2 3.1.4 Phổ hấp thụ, truyền qua lớp đệm TiO2 62 3.1.5 Nghiên cứu phổ huỳnh quang lớp đệm TiO2 64 3.2 Nghiên cứu hình thái, tính chất màng cột nano TiO2 chế tạo phƣơng pháp thuỷ nhiệt 65 3.2.1 Nghiên cứu hình thái màng cột nano TiO2 ảnh SEM 65 3.2.2 Nghiên cứu giản đồ XRD màng cột nano TiO2 .74 3.2.3 Nghiên cứu phổ tán xạ Raman màng cột nano TiO2 .75 3.2.4 Phổ hấp thụ truyền qua màng cột nano TiO2 77 3.2.5 Nghiên cứu phổ huỳnh quang cột nano TiO2 79 KẾT LUẬN 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO 82 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Một số thông số vật lý TiO2 pha anatase, rutile brookite Bảng 1.2 Một số thông số vật lý ZnO cấu trúc Wurtzite Bảng 1.3 Hằng số điện môi điện trƣờng tĩnh tần số cao ZnO Bảng 2.1 Các chế độ ủ nhiệt lớp đệm TiO2 Bảng 2.2 Các chế độ ủ thuỷ nhiệt để tạo màng cột nano TiO Bảng 3.1 Chế độ tiến hành thí nghiệm khảo sát hình thái cột nano TiO2 vào nồng độ tiền chất TBX Bảng 3.2 Chế độ tiến hành thí nghiệm khảo sát hình thành nhiệt độ ủ thuỷ nhiệt Bảng 3.3 Chế độ tiến hành thí nghiệm khảo sát hình thành lớp đệm Bảng 3.4 Chế độ tiến hành thí nghiệm khảo sát hình thành cột nano TiO2 vào thời gian ủ thuỷ nhiệt DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Cấu trúc pin mặt trời DSSC dùng điện cực TiO2 Hình 1.2 Minh hoạ nguyên lý hoạt động pin DSSC Hình 1.3 Đồ thị phụ thuộc mật độ dòng quang điện J vào hiệu điện V Hình 1.4 Hiệu suất tổng thể pin mặt trời Hình 1.5 Minh họa dịch chuyển điện tử vật liệu TiO2 để tới điện cực TiO2 tồn dạng (a) màng hạt nano (b) dạng ống (hoặc cột) nano Hình 1.6 Trật tự đƣờng electron lỗ trống chuyển tiếp p-n, bán dẫn khối (a), pin mặt trời chuyển tiếp lỏng hạt nano ôxit kim loại (b) pin mặt trời tiếp giáp lỏng ơxít kim loại chiều, ống nano (c) Hình 1.7 Hình dạng màu sắc tinh thể anatase (a), rutile(b), brookite(c) bột TiO2 (d) 26 Hình 1.8 Các cấu trúc tinh thể TiO2 pha anatase (a), rutile (b) brookite (c)27 Hình 1.9 Đồ thị phụ thuộc (αh) 1/2 vào lƣợng photon (h) Hình 1.10 Vùng cấm số chất bán dẫn Hình 1.11 Giản đồ minh hoạ cấu trúc vùng lƣợng (a) nano (b) khối Hình 1.12 Minh hoạ chế quang xúc tác TiO2 Hình 1.13 Cấu trúc tinh thể ZnO ba dạng (a) Rocksalt, (b) Zinc blende (c) Wurtzite Hình cầu màu xám màu đen biểu thị cho nguyên tử Zn O Hình 1.14 Cấu trúc vùng lƣợng ZnO Hình 1.15 Biểu đồ biểu diễn trƣờng tinh thể spin quỹ đạo chia vùng hoá trị ZnO thành vùng A, B C, nhiệt độ 4,2 K Hình 1.16 Phổ huỳnh quang ZnO khối loại n Hình 1.17 Sự tán sắc chiết suất ZnO Ec (a )và E||c (b) bên dƣới bờ hấp thụ Hình 1.18 Nguyên lý phƣơng pháp sputtering tạo màng mỏng Hình 1.19 Nguyên lý lắng đọng xung laser Hình 1.20 Nguyên lý lắng đọng chùm điện tử Hình 1.21 Quá trình sol-gel trình xử lý để tạo dạng vật liệu khác Hình 1.22 Cấu tạo nồi hấp Hình 2.1 Ảnh máy rung rửa siêu âm Elma Hình 2.2 Ảnh tủ sấy Memmert Hình 2.3 Ảnh lị ủ mẫu Lenton Hình 2.4 Máy quay phủ đƣợc chế tạo phịng thí nghiệm mơn Vật lý đại cƣơng - Khoa Vật lý - ĐH KHTN Hình 2.5 Ảnh nồi hấp đƣợc sử dụng để ủ thuỷ nhiệt mẫu Hình 2.6 Sơ đồ khối mơ tả quy trình tạo sol Hình 2.7 Minh hoạ trình quay phủ Hình 2.8 Sơ đồ khối mơ tả quy trình tạo dung dịch tiền chất thuỷ nhiệt Hình 2.9 Minh hoạ trình đƣa đế ITO vào ống teflon Hình 2.10 Nhiễu xạ tia X tinh thể Hình 2.11 Thu phổ nhiễu xạ tia X 54 Hình 2.12 Nhiễu xạ kế tia X - SIEMENS D5005 54 Hình 2.13 Tƣơng tác chùm điện tử vật rắn 55 Hình 2.14 Kính hiển vi điện tử quét JSM 5410 LV 55 Hình 2.15 Sơ đồ khối hệ đo phổ huỳnh FL 3-22 57 Hình 2.16 Hệ đo phổ huỳnh quang FL 3-22 57 Hình 2.17 Nguyên lý đo phổ hấp thụ 57 Hình 2.18 Hệ đo phổ hấp thụ UV-VIS 58 Hình 3.1 Ảnh SEM lớp đệm TiO2, mẫu SG04 59 o Hình 3.2 Giản đồ XRD lớp đệm TiO2 đƣợc ủ nhiệt độ 350 C, mẫu SG02 60 o Hình 3.3 Giản đồ XRD lớp đệm TiO2 đƣợc ủ nhiệt độ 450 C, mẫu SG04 60 o Hình 3.4 Giản đồ XRD lớp đệm TiO2 đƣợc ủ nhiệt độ 500 C, mẫu SG05 60 Hình 3.5 Phổ EDX lớp đệm TiO2 chế tạo phƣơng pháp sol-gel 62 Hình 3.6 Phổ hấp thụ lớp đệm TiO2, mẫu SG05 62 Hình 3.7 Đồ thị biểu diễn phụ thuộc (αh) 1/2 vào lƣợng photon (h), mẫu SG05 63 Hình 3.8 Phổ truyền qua UV - Vis - NR lớp đệm TiO2, mẫu SG05 .63 Hình 3.9 Phổ truyền qua lớp đệm TiO2 đƣợc ủ nhiệt độ khác nhau: 64 Hình 3.10 Phổ huỳnh quang lớp đệm TiO2, đƣợc kích thích bƣớc sóng 328 nm, mẫu SG05 64 Hình 3.11 Phổ huỳnh quang đế ITO với bƣớc sóng ánh sáng kích thích 329 nm 65 Hình 3.12 Ảnh SEM cột nano TiO2 đƣợc ủ thuỷ nhiệt với nồng độ tiền chất TBX khác 67 Hình 3.13 Ảnh SEM mẫu thuỷ nhiệt đƣợc ủ nhiệt độ khác 69 Hình 3.14 Ảnh SEM màng cột nano TiO2 đƣợc ủ thuỷ nhiệt trƣờng hợp đế ITO có khơng có lớp đệm TiO2 71 Hình 3.15 Ảnh SEM màng cột nano TiO2 đƣợc ủ thuỷ nhiệt 22 giờ, nhiệt o độ 150 C, mẫu TN13 72 Hình 3.16 Ảnh SEM màng cột TiO2 đƣợc chế tạo phƣơng pháp thuỷ nhiệt với thời gian ủ thuỷ nhiệt khác nhau: 73 Hình 3.20 Phổ hấp thụ màng cột nano TiO2, mẫu TN10 78 Hình 3.21 Đồ thị biểu diễn phụ thuộc ( h)1/ vào lƣợng photon (h), mẫu TN10 78 Hình 3.22 Phổ truyền qua UV-Vis- NR màng cột nano TiO2, mẫu TN10 79 BẢNG KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT AM 1.5 Cƣờng độ sáng mặt đất mặt trời chiếu o góc 48,2 so với phƣơng thẳng đứng CB (conduction band) Vùng dẫn C.E (counter electrode) Điện cực đối DAP (donor–acceptor pair) Cặp donor-aceptor DSSC (dye – sensitized solar cells) Pin mặt trời sử dụng chất nhạy màu ĐH KHTN Đại học khoa học tự nhiên ĐH QGHN Đại học Quốc gia Hà Nội Phổ EDX (energy-dispersive X-ray tán sắc lƣợng tia X spectroscopy) FTO (fluorinated tin oxide) Kính phủ lớp dẫn điện suốt FTO HOMO (highwest Occupied Molecular Quỹ đạo phân tử lấp đầy cao Orbital) ITO (indium tin oxide) Kính phủ lớp dẫn điện suốt ITO LHE (light harvesting efficiency) Hiệu suất thu ánh sáng LUMO (lowest unoccupied Quỹ đạo phân tử bỏ trống thấp molecular orbital) PED (pulsed electron deposition) Lắng đọng xung chùm điện tử PLD (pulsed laser deposition) Lắng đọng xung lade SEM (scanning electron microscope) Kính hiển vi điện tử quét TBX (titanium butoxide) Chất titan butoxít TCO (transparents conducting oxide) Điện cực ơxít dẫn điện suốt TIP (titanium isopropoxide) Chất titan isopropoxit Phổ tử UV-Vis (ultraviolet - visible - ngoại - khả kiến spectroscopy) VB (valence band) Vùng hoá trị XRD (X-ray diffraction) Nhiễu xạ tia X IPCE (incident photon to carrier Hiệu suất photon tới 80 KẾT LUẬN Sau thời gian thực luận văn, thu đƣợc kết sau: Đã tham khảo tài liệu pin DSSC vật liệu TiO2 Các kết tham khảo đƣợc trình bày phần tổng quan luận văn Đã chế tạo thành công lớp đệm TiO2 anatase đế ITO phƣơng pháp sol-gel với kỹ thuật quay phủ Đã chế tạo thành cơng lớp màng có cấu trúc cột nano TiO rutile phƣơng pháp thủy nhiệt Màng bám dính tốt, định hƣớng đồng đều, mật độ cột cao đế ITO Đã chế tạo đƣợc máy quay phủ có tốc độ quay biến thiên từ đến 3500 vòng/phút Đã khảo sát đƣợc ảnh hƣởng yếu tố: nồng độ tiền chất TBX, độ pH, nhiệt độ, lớp đệm TiO2, thời gian đến hình thành màng cột nano TiO2 nhƣ hình thái cột Từ kết thực nghiệm, rút đƣợc điều kiện tối ƣu trình ủ thuỷ nhiệt nhƣ sau: - Nồng độ tiền chất TBX 0,048 M, độ pH = 0,8 - Nhiệt độ ủ thuỷ nhiệt 150 C - Lớp đệm TiO2 đƣợc ủ nhiệt 500 C - Thời gian ủ thuỷ nhiệt khoảng o o Đã khảo sát: phổ EDX, giản đồ nhiễu xạ tia X, phổ tán xạ Raman, ảnh SEM để xác định thành phần, cấu trúc, hình thái màng cột nano TiO thu đƣợc Ngoài ra, khảo sát đƣợc phổ hấp thụ, truyền qua phổ huỳnh quang để nghiên cứu tính chất quang màng thu đƣợc Từ kết đạt đƣợc khẳng định: màng cột nano TiO có tổng diện tích bề mặt cột nano lớn, độ bám dính vào đế ITO độ kết tinh cao hoàn toàn phù hợp làm điện cực pin DSSC Do thời gian điều kiện có hạn nên kết nghiên cứu luận văn chƣa thật đầy đủ Khả làm việc điện cực TiO điều kiện thực tế cần đƣợc nghiên cứu thêm 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Nguyễn Ngọc Long (2007), Vật lý chất rắn, Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội, tr 237-246 Phan Văn Tƣờng (2007), “Các phương pháp tổng hợp vật liệu gốm”, Đại học quốc gia Hà Nội Tr 34 - 39 Tiếng Anh AbdElmoula M (2011), “Optical, electrical and catalytic properties of titania nanotubes”, Northeastern University Andersson M., Oesterlund L., Ljungstroem S., Palmqvist (2002), “Preparation of Nanosize Anatase and Rutile TiO2 by Hydrothermal Treatment of Microemulsions and Their Activity for Photocatalytic Wet Oxidation of Phenol”, A J Phys Chem B, 106, 10674 Ardakani H K (1994), “ Electrical and optical properties of in situ “hydrogenreduced” titanium dioxide thin films deposited by pulsed excimer laser ablation”, Thin Solid Films, vol 248, issue 2, pp 234-239 Arghya Narayan Banerjee (2011), “The design, fabrication, and photocatalytic utility of nanostructured semiconductors: focus on TiO2-based nanostructures”, Ashkenov N., Mbenkum B M., Bundesmann C., V Riede., M Lorenz., Spemann D., Kaidashev E M., Kasic A., Schubert M., Grundmann M., Wanger G., Neumann H., Darakchieva V., H Arwin., Monemar B (2003), “Infrared dielectric functions and phonon modes of high-quality ZnO films”, J Appl Phys 93, 126 Baker D R., Prashant V.Kamat (2009), “Disassembly, Reassembly and Photoelectrochemistry of Etched TiO2 Nanotubes” P V J Phys Chem C, 113, 17967-17972 NDRL 4816 Baker D R., Prashant V.Kamat (2009), “Photosensitization of TiO2 82 Nanostructures with CdS Quantum Dots Particulate versus Tubular Support Architectures”, P V Adv Funct Mater 19, 805-811 NDRL 4771 10 Balachandran U and Eror N.G (1982), “Raman Spectra of Titanium Dioxide”, Jurnal of solid state chemistry, 42, 276-282 11 Bang J H, Prashant V Kamat (2009), “Quantum Dot Sensitized Solar Cells CdTe versus CdSe Nanocrystals”, P V ACS, 3, 1467-1476 NDRL 4800 12 Bin Liu and Eray S Aydil (2009), “Growth of Oriented Single-Crystalline Rutile TiO2 Nanorods on Transparent Conducting Substrates for Dye-Sensitized 13 Bisquert, J.; Vikhrenko (2004), “Interpretation of the Time Constants Measured by Kinetic Techniques in Nanostructured Semiconductor Electrodes and DyeSensitized Solar Cells”, J Phys Chem B, American Chemical Society, p108, 2313, 14 Braginsky L., Shklover V (1999), “Light absorption in TiO2 nanoparticles”, 15 Breckenridge R G., Hosler W R (1953), “Electrical properties of titanium dioxide semiconductors”, Phys Rev;91(4):793–802 16 Chen Xiaobo and Mao Samuel S (2007), “Titanium Dioxide Nanomaterials: Synthesis, Properties, Modifications, and, Applications”, Chem Rev,107, 2891−2959 17 Chen Yang-Sian , Lee Jing-Nang , Tsai Sheng-You and Ting Chen-Ching (2008), “Manufacture of Dye-Sensitized Nano Solar Cells and their I-V Curve Measurements”, Materials Science Forum, Volume 594, p324-330 18 Chuen H., Qiao R., Heng J B., Chatterjee A., Timp R J., Aluru N R., Timp G (2005), “Electrolytic transport through a synthetic nanometer-diameter pore”, Proc Natl Acad Sci U S A.10445-50 19 Coleman V A.and Jagadish C (2006), Basic properties and application of ZnO, Elsevier Limited 20 Eun Yi Kim, Wan In Lee, and Chin Myung Whang (2011), “Charge Transport Characteristics of Dye-Sensitized TiO2 Nanorods with Different Aspect Ratios”, 83 Bull Korean Chem Soc, Vol 32, No 2671 21 Feng X., Zhai J., Jiang L ( 2005), “The Fabrication and Switchable Superhydrophobicity of TiO2 Nanorod Films”, Angewandte Chemie-international Edition - ANGEW CHEM INT ED , vol 44, no 32, pp 5115-5118 22 Fisher A C., Peter L M., Ponomarev E A., Walker A B., Wijayantha K G U (2000), “Intensity dependence of the back reaction and transport of electrons in dyesensitized nanacrystalline TiO2 solar cells”, JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B, 104 (5) pp 949-958 ISSN 1089-5647 23 Gong D., Grimes C A., Varghese O K., Hu W C, Singh R S., Chen Z., Dickey (2001), “Titanium oxide nanotube arrays prepared by anodic oxidation”, J Mater Res., Vol 16, No 12, pp 3331 24 Grätzel M (2004), “Conversion of sunlight to electric power by nanocrystalline dye-sensitized solar cells”, Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, Volume 164, Issues 1–3 25 Grätzel M (2006), “Photovoltaic performance and long-term stability of dyesensitized meosocopic solar cells”, Comptes Rendus Chimie, Volume 9, n° 5-6, pages 578-583 26 Gribb A A., Banfield J.F (1997), “Particle size effects on transformation kinetics and phase stability in nanocrystalline TiO2” American Mineralogist, Volume 82, pages 717–728, 1997 27 Hadis Morkoc and Umit Ozgur (2007), “Zinc Oxide, Fundamental, Materials and Device Technology”, Wiley-VCH, pp 1-70 28 Hara Y and Nicol M (1979), “Raman spectra and the structure of rutile at high pressures”, Phys Status Solidi B, 94, 317 (1979) 29 Hörmann U., Kaiser U., Albrecht M., Geserick J and N Hüsing (2010), “Structure and luminescence of sol-gel synthesized anatase nanoparticles”, Journal of Physics, 209, 012039 30 Hwu Y., Yao Y D., Cheng N F., Tung C Y., Lin H M (1997),“X-ray absorption of nanocrystal TiO2”, Nanostructured Materials 9:355-358 84 31 Jason B Baxter and Charles A Schmuttenmaer (2006), “Conductivity of ZnO Nanowires, Nanoparticles, and Thin Films Using Time-Resolved Terahertz Spectroscopy”, J Phys Chem B2006,110,25229-25239 32 Jennings J R., Ghicov A., Peter L M., Schmuki P., Walker A B (2008), “Dyesensitized solar cells based on oriented TiO nanotube arrays: transport, trapping, and transfer of electrons”, J Am Chem Soc., 130 (40), pp 13364–13372 33 Joseph D Roy-Mayhew, David J Bozym, Christian Punckt, and Ilhan A Aksay (2010), “Functionalized Graphene as a Catalytic Counter Electrode in DyeSensitized Solar Cells”, ACS Nano, (10), pp 6203–6211 34 Juliana dos Santos de Souza, Leilane Oliveira Martins de Andrade, André Sarto Polo (2010), “Nanomaterials for Solar Energy Conversion: Dye-Sensitized Solar Cells Based on Ruthenium (II) Tris-Heteroleptic Compounds or Natural Dyes”, Nanoenergy, Nanotechnology Applied for Energy Production, Springer Berlin Heidelberg 35 Kominami H and et al (2000), "Synthesis of brookite-type titanium oxide nanocrystals in organic media", J MAT CHEM, 10(5), pp 1151-1156 36 Kormann C., Bahnemann D W., Hoffmann (1998), “Preparation and Characterization of Quantum-Size Titanium Dioxide”, J Phys Chem., 92, 51965201 ISI Times Cited: 528 37 Lam Sze M., Sin Jin C and Mohamed Abdul R (2008), “Recent Patents on Photocatalysis over Nanosized Titanium Dioxide”, Recent Patents on Chemical Engineering, 1, 209-219 38 Lee Jae-Joon, Rahman Md Mahbubur, Sarker Subrata, Deb Nath N.C., Saleh Ahammad A.J and Lee Jae Kwan (2011), “Metal Oxides and Their Composites for the Photoelectrode of Dye Sensitized Solar Cells”, Advances in Composite Materials for Medicine and Nanotechnology, ISBN 978-953-307-235-7 39 Lin H., Huang C.P., Li W., Ni C., Ismat Shah S., Yao-Hsuan Tseng, (2006), “Size dependency of nanocrystalline TiO2 on its optical property and photocatalytic reactivity exemplified by 2-chlorophenol”, Applied catalysis B, Environmental 85 o ISSN 0926-3373 , vol 68, n 1-2, pp1-11 40 Mahshid S., Sasani Ghamsari M., Askari M., Afshar N., Lahuti S (2006), “Synthesis of TiO2 nanoparticles by hydrolysis and peptization of titanium isopropoxide solution”, Journal of Materials Processing Technology, Volume 189, Issues 1–3, Pages 296–300 41 Mathew S., Amit Kumar Prasad, Thomas Benoy, Rakesh P P., Misha Hari, Libish T M., Radhakrishnan P., Nampoori V P N., Vallabhan C P G.(2012), “UV-Visible Photoluminescence of TiO2 Nanoparticles Prepared by Hydrothermal Method”, J Fluoresc, Springer Science+Business Media, 22:1563–1569 42 Meyer B K., Alves H., Hofmann D M., Kriegseis W., Forster D., Bertram F., Christen J., Hoffmann A., Straßburg M., Dworzak M., Haboeck U and A Rodina V (2004), “Bound exciton and donor–acceptor pair recombinations in ZnO”, Phys Stat Sol (b)241, 231 43 Naomi A Lewcenko, Matthew J Byrnes, Torben Daeneke, Mingkui Wang, Shaik M Zakeeruddin, Grätzel M and Leone Spiccia (2010), “A new family of substituted triethoxysilyl iodides as organic iodide sources for dye-sensitised solar cells”, J Mater Chem, 20, 3694-3702 44 Narayanan P.S (1950), “Raman spectrum of rutile (TiO2)” Proc Indian Acad Sci Sect A 32, 279 45 O'Regan B and Grätzel M (1991), “A low-cost, high-efficiency solar cell based on dye-sensitized colloidal TiO2 films”, Nature 353, pp737 46 Pearton S J., Norton D P., Ip K., Heo Y W., Steiner T., “Recent progress in processing and properties of ZnO”, Prog Mater Sci 50, 293 47 Porto S P S., Fleury P A., and Damen T C (1967), “Raman Spectra of TiO2, MgF2, ZnF2, FeF2, and MnF2”, Phys Review 154,522 48 Sakai N., Ebina, Y., Takada K., Sasaki (2004), “Electronic Band Structure of Titania Semiconductor Nanosheets Revealed by Electrochemical and Photoelectrochemical Studies”, J Am Chem Soc, 126 (15), 5851-5858 86 49 Sasaki T and Watanabe M (1997), “Semiconductor Nanosheet Crystallites of Quasi-TiO2 and Their Optical Properties”, J Phys Chem B, 1997, 101 (49), pp 10159–10161 50 Sato H., Ono K., Sasaki T., Yamagishi (2003), “First-Principles Study of TwoDimensional Titanium Dioxides” J Phys Chem B, 2003, 107 (36), pp 9824–9828 51 Sekar N and Vishal Y Gehlot (2010), “Metal Complex Dyes for DyeSensitized Solar Cells: Recent Developments”, Resonance, Volume 15, Issue 9, pp 819-831 52 Serpone N., Lawless D., Khairutdinovt R (1995), “Size Effects on the Photophysical Properties of Colloidal Anatase TiO2 Particles: Size Quantization or Direct Transitions in This Indirect Semiconductor?”, J Phys Chem, 99, pp.1664616654 53 Shalom M., Dor S., Ruhle S., Grinis, L., Zaban A (2009), “Core/CdS quantum dot/shell mesoporous solar cells with improved stability and efficiency using an amorphous TiO2 coating”, J Phys Chem C, 113 (9), 3895-3898 54 Soon Hyung Kang, Sang - Hyun Choi, Moon-Sung Kang, Jae-Yup Kim,HyunSik Kim, Taeghwan Hyeon, andYung-Eun Sung (2008), “Nanorod-Based DyeSensitized Solar Cells with Improved Charge Collection Efficiency”, Adv Mater, 20, 54-58 55 Sven Soedergren, Anders Hagfeldt, Joergen Olsson, Sten-Eric Lindquist (1994), “Theoretical Models for the Action Spectrum and the Current-Voltage Characteristics of Microporous Semiconductor Films in Photoel”, J Phys Chem B., Volume 98(21), p.5552-5556 56 Taher M El-Age z, Ahme d A El Tayyan, Amal Al-Kahlout, Sofyan A Taya, Monzir S Abde l-Latif (2012), “Dye-Sensitized Solar Cells Based on ZnO Films and Natural Dyes”, International Journal of M aterials and Chemistry, 2(3): 105110 57 Tributsch H (1972), “Reaction of Excited Chorophyll Molecules at Electrodes and in Photosynthesis”, Photochem.Photobiol 16 (16): 261–269 58 Valencia S., Juan Miguel Marín and Gloria Restrepo (2010), “Study of the 87 Bandgap of Synthesized Titanium Dioxide Nanoparticules Using the Sol-Gel Method and a Hydrothermal Treatment”, The Open Materials Science Journal, 4, p9-14 59 Wu J and coworker (2011), “Growth of rutile TiO nanorods on anatase TiO2 thin films on Si-based substrates”, J Mater Res., Vol 26, No 13 60 Yasuo CHIBA, Ashraful ISLAM, Yuki WATANABE, Ryoichi KOMIYA, Naoki KOIDE and Liyuan HAN (2006) , “Dye Sensitized Solar Cells with Conversion Efficiency of 11.1%”, Japanese Journal of Applied Physics, Vol 45, No 25, pp.L638–L640 61 Ye X., Sha J., Jiao Z., Zhang (1998), “Thermoanalytical characteristic of nanocrystalline brookite-based titanium dioxide”, L.Nanostruct Mater, 8, 919-927 62 Yin WanJian (2011), “Band structure engineering of TiO2 from first principles calculations”, NREL 63 Yoshikawa H., Adachi S (1997), “Optical Constants of ZnO” , Jpn J Appl Phys 36,6237 64 Zhang Y X., Li G H., Jin Y X., Zhang Y., Zhang J., Zhang (2002), “Hydrothermal synthesis and photoluminescence of TiO2 nanowires”, Chemical Physics Letters, vol 365, issue 3-4 p 300-304 65 Zhu K., Neale N R., Miedaner A., Frank (2007), “Enhanced ChargeCollection Efficiencies and Light Scattering in Dye-Sensitized Solar Cells Using Oriented TiO Nanotubes Arrays”, Nano Lett., Volume 7, Issue 1, p.69-74 66 Ivanov I and Pollmann J (1981), “Electronic structure of ideal and relaxed surfaces of ZnO: A prototype ionic wurtzite semiconductor and its surface properties”, Phys Rev B 24, 7275–7296 88 ... NHIÊN -o0o - Nguyễn Văn Tuyên NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU NANO ZnO, TiO2 DÙNG CHO PIN MẶT TRỜI SỬ DỤNG CHẤT NHẠY MÀU Chuyên ngành: Vật lý chất rắn Mã số: 60 44 07 LUẬN VĂN THẠC SỸ... tập trung nghiên cứu chế tạo vật liệu TiO2 có cấu trúc dạng cột nano để sử dụng làm điện cực cho pin mặt trời  Mục tiêu luận văn: 12 Chế tạo thành công vật liệu TiO2 có cấu trúc cột nano đế ITO... cao (vì phải sử dụng đơn tinh thể silic có độ cao) nên pin mặt trời dựa lớp chuyển tiếp p-n chƣa đƣợc sử dụng cách rộng rãi Năm 1972, pin mặt trời sử dụng chất nhạy màu (DSSC) sử dụng chất diệp