Nghiên cứu chế tạo pin mặt trời DSSC trên nền polymer sử dụng chất điện ly gel

Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU    NGUYỄN PHƯỚC HIỆP NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO PIN MẶT TRỜI DSSC TRÊN NỀN POLYMER SỬ DỤNG CHẤT ĐIỆN LY GEL Chuyên ngành: Vật liệu cao phân tử tổ hợp Mã số ngành: 60.52.94 LUẬN VĂN THẠC SỸ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – 2009 Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU    LUẬN VĂN THẠC SỸ NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO PIN MẶT TRỜI DSSC TRÊN NỀN POLYMER SỬ DỤNG CHẤT ĐIỆN LY GEL GVHD : TS NGUYỄN THANH LỘC TS NGUYỄN THẾ VINH Thực : NGUYỄN PHƯỚC HIỆP MSHV 00307406 : THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – 2009 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học 1: TS NGUYỄN THANH LỘC Cán hướng dẫn khoa học 2: TS NGUYỄN THẾ VINH (Hiện công tác Hoa Kỳ) Cán chấm nhận xét 1: Cán chấm nhận xét 2: Luận văn thạc sĩ bảo vệ tại: HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ, TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Ngày…tháng … năm 2010 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC Tp HCM, ngày tháng năm 2010 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: NGUYỄN PHƯỚC HIỆP Ngày, tháng, năm sinh: 02 tháng 12 năm 1981 Chuyên ngành: Công nghệ vật liệu cao phân tử tổ hợp Phái: Nam Nơi sinh: TP HCM MSHV: 00307406 I- TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO PIN MẶT TRỜI DSSC TRÊN NỀN POLYMER SỬ DỤNG CHẤT ĐIỆN LY GEL II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Chế tạo, đánh giá sơ đặc tính hóa lý lớp phim mỏng, suốt sở vật liệu TiO2 polymer phủ lớp oxide dẫn điện Chế tạo, đánh giá đặc tính hóa lý hệ điện ly gel – bán rắn sử dụng pin mặt trời sở vật liệu TiO2 chất màu kim polymer phủ lớp oxide dẫn điện, so sánh với trường hợp sử dụng điện ly lỏng Chế tạo đánh giá đặc tính điện hóa quang pin mặt trời sở vật liệu TiO2 chất màu kim sử dụng hệ điện ly gel – bán rắn polymer phủ lớp oxide dẫn điện III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: V- CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: Tiến sĩ NGUYỄN THANH LỘC Tiến sĩ NGUYỄN THẾ VINH CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Học hàm, học vị, họ tên chữ ký) 02/02/2009 30/11/2009 CN BỘ MÔN QL CHUYÊN NGÀNH Nội dung đề cương luận văn thạc sĩ Hội đồng chun ngành thơng qua TRƯỞNG PHỊNG ĐT – SĐH Ngày tháng năm TRƯỞNG KHOA QL NGÀNH Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU ˜ ² ™ HOÀNG THỊ THẢO ẢNH HƯỞNG CỦA LỚP PHIM TIO2 VÀ KÍCH THƯỚC TẾ BÀO PIN LÊN HIỆU SUẤT PIN DSSC CHẾ TẠO TRÊN NỀN KÍNH DẪN ĐIỆN Chuyên ngành: Vật liệu cao phân tử tổ hợp Mã số ngành: 60.52.94 LUẬN VĂN THẠC SỸ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – 2009 Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU ˜ ² ™ LUẬN VĂN THẠC SỸ ẢNH HƯỞNG CỦA LỚP PHIM TIO2 VÀ KÍCH THƯỚC TẾ BÀO PIN LÊN HIỆU SUẤT PIN DSSC CHẾ TẠO TRÊN NỀN KÍNH DẪN ĐIỆN GVHD : TS NGUYỄN THANH LỘC TS NGUYỄN THẾ VINH Thực : HOÀNG THỊ THẢO MSHV 00308445 : THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – 2009 LỜI CẢM ƠN Trước hết, xin chân thành cảm ơn Ban chủ nhiệm Khoa Công Nghệ Vật Liệu, Bộ môn Polymer, tất quý thầy cô truyền đạt kiến thức cho tơi suốt q trình học tập, nghiên cứu trường Đặc biệt, cho phép bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Nguyễn Thanh Lộc TS Nguyễn Thế Vinh tận tình hướng dẫn tơi hồn thành luận văn Tơi xin gởi lời trân trọng cảm ơn đến Thầy Nguyễn Thái Hồng, thầy hướng dẫn tơi thực phân tích phép đo đạc quang điện hóa pin mặt trời suốt trình làm luận văn thiết bị phân tích tiên tiến phịng thí nghiệm Hóa Lý, Khoa Hóa, Trường ĐH KHTN Tơi xin chân thành cảm ơn Thầy Lê Văn Thăng Thầy Lưu Tuấn Anh hỗ trợ nhiệt tình cho tơi lời khun bổ ích Tơi xin thể lòng biết ơn đến anh Trần Minh Hải làm việc Bộ mơn Hóa Lý, Khoa Hóa, Trường ĐH KHTN, người tận tình hướng dẫn tơi q trình thực phép phân tích tổng trở điện hóa qt vịng tuần hồn Và tơi xin trân trọng cảm ơn bạn Huỳnh Tấn Phát, Hoàng Thị Thảo, Nguyễn Hồng Hải… giúp đỡ tơi nhiều thời gian làm luận văn Cuối cùng, xin cảm ơn gia đình, bạn bè, đồng nghiệp hết lịng giúp đỡ tơi thời gian học tập nghiên cứu vừa qua Tôi xin gởi lời chúc sức khỏe đến tất thầy cô anh chị bạn TP HCM, tháng năm 2010 Nguyễn Phước Hiệp DANH MỤC CƠNG TRÌNH CƠNG BỐ CỦA TÁC GIẢ Preparation of TiO2 Thin Film Using Modified Doctor-Blade Method for Improvement of Dye-Sensitized Solar Cell, Tan-Phat Huynh, Thi-Thao Hoang, Phuoc-Hiep Nguyen, Thanh-Nam Tran, The-Vinh Nguyen, Proceedings of The 34th IEEE Photovoltaics Specialists Conference, Philadelphia, PA, USA - June 7-12th, 2009, ISBN 978-1-4244-2950-9, ISSN 0160-8371 Fabrication of Dye-Sensitized Solar Cell With Nanocrystalline TiO2 Prepared From Crude TiOSO4 Solution By Microwave-Assisted Method, PhuocHiep Nguyen, Tan-Phat Huynh, Thi-Thao Hoang, The-Vinh Nguyen, Hiep-Hoa Nguyen, Thi-Thu- Trang Nguyen, Van-Dzung Nguyen, Proceedings of The 2009 International Forum on Strategic Technologies - IFOST 2009, Ho Chi Minh, Vietnam, Oct 21-23, 2009, p 146-149 Study on Improvement of TiO2 Thin Film for Dye-Sensitized Solar Cell and Its Stability Under Natural Sunlight Irradiation, Thi-Thao Hoang, Tan-Phat Huynh, Phuoc-Hiep Nguyen, Thanh-Loc Nguyen, The-Vinh Nguyen, Proceedings of The 2009 International Forum on Strategic Technologies - IFOST 2009, Ho Chi Minh, Vietnam, Oct 21-23, 2009, pp 165-169 Study on Fabrication of Dye-Sensitized Solar Cell Using Nanoporous TiO2, TiO2-SiO2 & N-Doped TiO2-SiO2 Thin Films Prepared By Sol-Gel & Doctor-Blade Methods, Thi-Thao Hoang, Tan-Phat Huynh, Phuoc-Hiep Nguyen, Thanh-Loc Nguyen, The-Vinh Nguyen, Proceedings of The 2nd International Workshop on Nanotechnology and Application IWNA 2009 - Vung Tau City, Vietnam, Nov 12-14, 2009, pp 573-578 Fabrication of Flexible Dye-Sensitized Solar Cell Using Polymer-Based Gel Electrolyte and TiO2 Thin Film Prepared By Modified Doctor-Blade Method, Tan-Phat Huynh, Phuoc-Hiep Nguyen, Thi-Thao Hoang, Thanh-Loc Nguyen, The-Vinh Nguyen, Proceedings of The 2nd International Workshop on Nanotechnology and Application IWNA 2009 - Vung Tau City, Vietnam, Nov 12-14, 2009, pp 579-583 i TÓM TẮT LUẬN VĂN Pin mặt trời sở chất màu nhạy quang (DSSC) O'Regan Michael Grätzel công bố lần tạp chí Nature năm 1991, thu hút nhiều quan tâm nghiên cứu nhà khoa học giới ưu điểm giá thành thấp, cạnh tranh hiệu suất với pin Silicon đa tinh thể sản suất hàng loạt đế polymer dẻo, nhiên pin DSSC thực tế chưa đạt độ bền lý thuyết sử dụng dung dịch điện ly dạng lỏng dễ bị rò rỉ Trong luận văn này, hệ điện ly dạng gel với chất xúc tác khác chế tạo ứng dụng vào pin DSSC polymer phủ lớp màng oxide dẫn điện, gọi pin f-DSSC Kết cho thấy gel điện ly 10% PEO chứa LiI: 0,5 M I2: 0,05 M thêm vào lượng xúc tác Pt.TiO2 ~ phần nghìn cho hiệu hoạt động xúc tác cao nhất, làm ảnh hưởng đến mạch hở Voc, tăng tốc độ vận chuyển electron từ điện cực đối sang điện cực làm việc làm tăng hiệu suất chuyển hóa lượng pin f-DSSC Phân tích phương pháp chụp ảnh cấu trúc cho thấy khung polymer PEO tồn hệ điện ly có dạng lưới gồm sợi PEO có kích thước nano mét Chính khung polymer làm cho gel điện ly chứa PEO đạt độ nhớt cao hàm lượng PEO vừa phải Nguyễn Phước Hiệp NC chế tạo pin MT DSSC polymer sử dụng chất điện ly gel ii ABSTRACT In this present work, PEO base gel electrolytes supported with lab made nano Pt as a catalyst for fabrication of f-DSSC was investigated The influence of catalyst on electrolyte behavior was found to significantly improve the photoelectrochemical properties of f-DSSC in the open circuit potential – Voc and photo-electric conversion efficiency Liquid electrolyte content redox couple I-/I3- in 0,5 M/0,05 M was distributed in PEO network as nanoweb The structure of exist PEO polymer gel and its effect on the f-DSSC efficiency was also studied and discussed Nguyễn Phước Hiệp NC chế tạo pin MT DSSC polymer sử dụng chất điện ly gel Trang 92 of 105 4.7 NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC KHUNG POLYMER CỦA GEL ĐIỆN LY Hình 4.16 Ảnh FE-SEM quan sát gel Pt.TiO2 sấy chân không -45oC Hình 4.17 Ảnh FE-SEM quan sát gel Pt.TiO2 sấy chân không -50oC Sự khác ảnh cấu trúc gel thu cho thấy tác ảnh hưởng trình sấy lên cấu trúc khung polymer gel điện ly, nói cách khác sử dụng nhiệt độ không phù hợp (-45oC, cao điểm đông đặc dung môi) lúc này, độ nhớt gel đạt cao, điểm đông đặc dung mơi có diện polymer hệ, có tồn dung môi lỏng điểm cân lỏng – rắn, nên dung mơi hóa áp lực chân khơng làm cho cấu trúc tế vi khung polymer gel điện ly thay đổi Khi bị dần dung môi lỏng, gel bị co lại Ảnh SEM thu quan sát mẫu gel sấy nhiệt độ -45oC thể kích thướt lỗ Nguyễn Phước Hiệp NC chế tạo pin MT DSSC polymer sử dụng chất điện ly gel Trang 93 of 105 xốp nhỏ, polymer chiếm phần thể tích, thực tế polymer chiếm 10% khối lượng gel Trong trường hợp gel điện ly sấy nhiệt độ -50oC, thấp điểm đơng đặc dung mơi, lúc tồn cấu trúc khối gel polymer tồn trạng thái rắn Dưới áp lực chân không, dung môi acetonitrile thăng hoa không chuyển tiếp qua trạng thái lỏng, nên cấu trúc khung polymer hệ gel ngun Hình ảnh quan sát qua kính hiển vi điện tử quét kết hợp phát xạ trường – FE-SEM cho thấy PEO gel điện ly tồn dạng khung lưới tạo thành từ sợi PEO có kích thước vài chục nano mét 4.8 PIN f-DSSC SỬ DỤNG MÀNG ITO-PET CÓ ĐIỆN TRỞ MÀNG THẤP Pin mặt trời f-DSSC phần chế tạo quy trình tương tự pin mặt trời thí nghiệm bên Điểm khác biệt thí nghiệm màng dẫn điện ITO-PET sử dụng để chế tạo điện cực làm việc điện cực đối có độ dẫn điện màng cao (10 Ω) so với màng ITO-PET sử dụng nghiên cứu bên (100 Ω) Nguyễn Phước Hiệp NC chế tạo pin MT DSSC polymer sử dụng chất điện ly gel Trang 94 of 105 Bảng 4.7: So sánh thông số hoạt động pin f-DSSC sử dụng màng điện cực có điện trở khác Loại màng ISC VOC ITO-PET (mA/cm2) (V) 100 Ω 2,35 10 Ω 3,0 FF (%) η (%) 0,67 66,7 1,05 0,67 67,8 1,16 ITO-PET 10 Ohm Mat dong JSC [mA/cm ] ITO-PET 100 Ohm 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 Dien the [V] Hình 4.18 Đặt tuyến J-V thơng số pin mặt trời f-DSSC (10 Ω) Điện trở màng ITO-PET sử dụng việc chế tạo pin mặt trời có ảnh hưởng lớn mật độ dịng Jsc Điện trở màng giảm làm cho việc khuếch tán electron đến màng ITO dễ dàng hơn, làm mật độ dòng Jsc tăng đến hiệu suất chuyển hóa lượng pin f-DSSC tăng Nguyễn Phước Hiệp NC chế tạo pin MT DSSC polymer sử dụng chất điện ly gel Trang 95 of 105 CHƯƠNG KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Trên sở kết nghiên cứu đạt luận văn, đưa kết luận sau nghiên cứu chế tạo thành công pin mặt trời DSSC polymer phủ lớp oxide dẫn điện sử dụng chất điện ly gel, kết cụ thể sau: Đã nghiên cứu, chế tạo thành công dung dịch huyền phù TiO2 sử dụng để tạo lớp màng TiO2 màng ITO-PET sử dụng làm điện cực làm việc cho pin f-DSSC Nghiên cứu thành cơng quy trình phủ lớp màng mỏng TiO2 kích thước micro mét có độ bám dính tốt, sử dụng làm điện cực làm việc cho pin mặt trời f-DSSC, khảo sát cấu trúc đánh giá yếu tố ảnh hưởng tính chất màng TiO2 chế tạo Kết luận màng TiO2 có cấu trúc đa lớp với màng chống tái kết hợp TTIP 3% cho hiệu suất chuyển hóa lượng cao sử dụng chế tạo pin f-DSSC sử dụng hệ điện ly lỏng gel Đã chế tạo thành công chất điện ly gel, đánh giá đặc tính hóa lý hệ điện ly gel – bán rắn sử dụng pin mặt trời sở vật liệu TiO2 chất màu kim polymer phủ lớp oxide dẫn điện Đã chế tạo thành công hệ chất xúc tác có platin kích thước nano phương pháp khử mơi trường vi sóng phương pháp nhiệt phân Chứng minh hoạt tính xúc tác ứng dụng thành công chất xúc tác chế tạo vào hệ gel điện ly Đồng thời khảo sát, đánh giá tác động hệ xúc tác lên tính chất điện hóa hệ gel điện ly tương ứng ảnh hưởng hệ xúc tác khác lên đặc tính điện hóa quang pin mặt trời f-DSSC Kết khảo sát cho thấy hệ xúc tác cho tác dụng tốt sử dụng pin f-DSSC Pt.TiO2 Nguyễn Phước Hiệp NC chế tạo pin MT DSSC polymer sử dụng chất điện ly gel Trang 96 of 105 Đã góp phần làm sáng tỏ trạng thái cấu trúc khung polymer PEO hệ điện ly, đồng thời quy trình, điều kiện thí nghiệm phù hợp để chế tạo mẫu khảo sát cấu trúc khung polymer Những kết nghiên cứu nhóm thu nhận q trình thực nghiệm phù hợp với kết nghiên cứu tham khảo hệ gel điện ly chủng loại số tài liệu tham khảo viện dẫn bảng 2.5 chương Đồng thời nhóm thực số cải tiến thành công, đóng góp vào việc nghiên cứu nâng cao hiệu hoạt động hệ điện ly KIẾN NGHỊ Để tiếp tục phát triển kết nghiên cứu đạt luận văn này, tác giả đề xuất hướng nghiên cứu sau: Tiếp tục nghiên cứu làm rõ yếu tố ảnh hưởng đến hình thành tinh thể PEO hệ điện ly gel ứng dụng thực tế Làm rõ tác động hàm lượng chất xúc tác Pt.TiO2 lên đặc tính điện hóa hệ gel điện ly PEO thơng số điện hóa quang pin f-DSSC tương ứng Nghiên cứu bổ sung ảnh hưởng biến thiên nhiệt độ ban ngày ban đêm tác động lên pin mặt trời f-DSSC: 60-70oC phơi sáng ~ 20oC vào ban đêm VN, độ bền pin f-DSSC theo thời gian phơi sáng Ảnh hưởng kích thước tế bào pin f-DSSC lên thơng số điện hóa quang hiệu suất chuyển hóa lượng ánh sáng thành lượng điện Nguyễn Phước Hiệp NC chế tạo pin MT DSSC polymer sử dụng chất điện ly gel Trang 97 of 105 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Strategic Significance of America’s Oil Shale Resource, Volume I, Assessment of Strategic Issues, 2004 [2] Antonio Luque, Steven Hegedus, Handbook of Photovoltaic Science and Engineering, Great Britain, (2003), p 1-45, ISBN 0-471-49196-9 [3] Peter Wurfel, Physis of Solar cell from Principles to New concepts, Wiley 2005, 109 -172 [4] Kenji Yamamoto *, Masashi Yoshimi, Yuko Tawada, Yoshifumi Okamoto,Akihiko Nakajima , Thin film Si solar cell fabricated at low temperature, Journal of Non-Crystalline Solids 266-269 (2000) 1082-1087 [5] Araujo G.L, Marti A., Ragay F.W, Efficiency of multiple quantum well solar cells, Proc 12th European Photovoltaic Solar Energy Connference 1994, Amsterdam, Bedford, 1481 -1484 [6] Di Wei* and Gehan Amaratunga, Photoelectrochemical Cell and Its Applications in Optoelectronics, Int J Electrochem Sci., (2007), 897 – 912 [7] B O’Regan and M Grätzel, A low-cost, high-efficiency solar cell based on dyesensitized colloidal TiO2 films, Nature 1991, vol 353, no 6346, 737–740 [8] Zhipeng Huo, Nanocomposite gel electrolyte with large enhanced charge transport properties of an I-3/I- redox couple for quasi-solid-state dye-sensitized solar cells, Solar Energy Materials & Solar Cells, 91, 2007, 1959-1965 [9] Hironori Arakawa and Kohjiro Hara, Current Status of Dye-Sensitized Solar Cells, Semiconductor Photochemistry and Photophysics, 2003, 10, p 123-171 [10] V Shklover, M.K Nazeeruddin, S.M Zakeeruddin, C Barbe, A Kay, T Haibach, W Steurer, R Hermann, H.U Nissen and M Grätzel, Structure of nanocrystalline TiO2 powders and precursor to their highly efficient photosensitizer Chem Mater., 1997, 9(2), 430-439 [11] A Vittadini, A Selloni, F Rotzinger and M Grätzel Phys Rev Lett 81, 2954 (1998 Nguyễn Phước Hiệp NC chế tạo pin MT DSSC polymer sử dụng chất điện ly gel Trang 98 of 105 [12] A Luque, S.Hegedus, Handbook of Photovoltaic Science and Engineering John Wiley & Sons, Ltd, 2003 [13] Masao Kaneko, Ichiro Okura, Photocatalysis: Science and Technology SpringerVerlag Berlin Heidelberg 2002, New York [14] Kohjiro Hara, Takeshi Nishikawa, Mitsuhiko Kurashige, Hiroshi Kawauchi, Takeo Kashima, Kazuhiro Sayama, Kenichi Aika, Hironori Arakawa Influence of electrolyte on the photovoltaic performance of a dye-sensitized TiO2 solar cell based on a Ru(II) terpyridyl complex photosensitizer., Solar Energy Materials & Solar Cells 85, 21–30, 2005 [15] M.K Nazeeruddin, E Muller, R Humphry-Baker, N Vlachopoulos and M Grätzel, Redox regulation in ruthenium(II) Polypyridyl complexes and their application in solar energy conversion J Chem Soc , Dalton Trans., 1997, (23), 4571-4578 [16] Bảng chất màu nhạy quang [17] Zhipeng Huo, Nanocomposite gel electrolyte with large enhanced charge transport properties of an I-3/I- redox couple for quasi-solid-state dye-sensitized solar cells, Solar Energy Materials & Solar Cells, 91, 2007, 1959-1965 [18] S Baumgärtner, R Sastrawan, M Schubert, J Ferber, J Luther, Influence of TiO2 properties and tert-butylpyridine addition on electron lifetime and diffusion coefficients in dye sensitized solar cells, proceeding of 17th European Photovoltaic Solar Conference and Exhibition, Munich, Germany, October 2001, 457-463 [19] Pinjiang Li, Jihuai Wu, Jianming Lin, Miaoliang Huang, Yunfang Huang and Qinghua Li, High-performance and low platinum loading Pt/Carbon black counter electrode for dye-sensitized solar cells, Elsevier Science, Solar Energy 83(6), 2009, 845 – 849 [20] Ronald Sastrawan, Photovoltaic modules of dye solar cells, Faculty of Mathematic and Physic, Albert-Ludwig-University Freiburg, Breisgau, Doctoral Dissertation 2006 [21] R Stangl, J Ferber,J Luther, On the modeling of the dye-sensitized solar cell, Solar Energy Materials and Solar Cells 1998 54(1-4): 255-264 Nguyễn Phước Hiệp NC chế tạo pin MT DSSC polymer sử dụng chất điện ly gel Trang 99 of 105 [22] L.M Peter, N.W Duffy, R.L Wang, K.G.U Wijayantha, Transport and interfacial transfer of electrons in dye-sensitized nanocrystalline solar cells, Journal of Electroanalytical Chemistry 524–525 (2002) 127–136 [23] Brian A Gregg, The Essential Interface: Studies in Dye-Sensitized Solar Cells, 2003, 10, pp 51-89 [24] Petter Persson* and Maria J Lundqvist, Calculated Structural and Electronic Interactions of the Ruthenium Dye N3 with a Titanium Dioxide Nanocrystal, J Phys Chem B 2005, 109, 11918-11924 [25] C.J Barbe, F Arendse, P Comte, M Jirousek, F Lenzmann, V Shklover and M Grätzel, Nanocrystalline titanium oxide electrodes for photovoltaic applications, Journal of the American Ceramic Society, 1997, 80(12), 3157-3171 [26] L.M Peter, N.W Duffy, R.L Wang, K.G.U Wijayantha, Transport and interfacial transfer of electrons in dye-sensitized nanocrystalline solar cells, Journal of Electroanalytical Chemistry 524–525 (2002) 127–136 [27] S.Y Huang, G Schlichthorl, A.J Nozik, M Grätzel and A.J Frank, Charge recombination in dye-sensitized nanocrystalline TiO2 solar cells., J Phys Chem B, 101(14), 1997, 2576-2582 [28] A Luque and S Hegedus, Handbook of Photovoltaic Science and Engineering, John Wiley & Sons, Chapter 15 (2003), ISBN: 0-471-49196-9 [29] S.Ganesan, B.Muthuraaman, VinodMathew, J.Madhavan, P.Maruthamuthu, S.AustinSuthanthiraraj, Performance of a new polymer electrolyte incorporated with diphenylamine in nanocrystalline dye-sensitized solar cell, Solar Energy Materials & Solar Cells 92 (2008) 1718–1722 [30] Trung tâm tiết kiệm Năng lượng, http://www.ecc-hcm.gov.vn/, Vo Anh Quan (2006) [31] Degradation of the solar cell dye sensitizer N719 - Preliminary building of the Dye-sensitized Solar Cells Master thesis, Roskilde University [32] F Cao, G Oskam and P C Searson (2003), J Phys Chem B, 99,170 – 171 Nguyễn Phước Hiệp NC chế tạo pin MT DSSC polymer sử dụng chất điện ly gel Trang 100 of 105 [33] S M Zakeeruddin, J E Moser, M K Nazeeruddin, T Sekiguchi & M Grätzel (2003), A stable quasi-solid-state dye-sensitized solar cell with an amphiphilic ruthenium sensitizer and polymer gel electrolyte , Nat Mater., 2, 498 [34] Jihuai Wu, Pinjiang Li, Sancun Hao, Hongxun Yang, Zhan Lan (2007), A polyblend electrolyte (PVP/PEG+KI+I2) for dye-sensitized nanocrystalline TiO2 solar cells, Electrochimica Acta 52, 5334–5338 [35] A R Sathiya Priya, A Subramania, Young-Sam Jung and Kang-Jin Kim (2008), High-Performance Quasi-Solid-State Dye-Sensitized Solar Cell Based on an Electrospun PVdF−HFP Membrane Electrolyte, Langmuir, 24 (17), pp 9816–9819 [36] Zhang Lan, Jihuai Wu,* Sancun Hao, Jianming Lin, Miaoliang Huang and Yunfang Huang (2009), Template-free synthesis of closed-microporous hybrid and its application in quasi-solid-state dye-sensitized solar cells, DOI: 10.1039/b821908 [37] Jifu Shi, Shengjie Peng, Juan Pei, Yanliang Liang, Fangyi Cheng and Jun Chen (2009), Quasi-Solid-State Dye-Sensitized Solar Cells with Polymer Gel Electrolyte and Triphenylamine-Based Organic Dyes, ACS Appl Mater Interfaces, 2009, (4), pp 944–950 [38] Haque S.A et al (2003) Flexible dye sensitised nanocrystalline semiconductor solar cells Chem Commun, 3008-3009 [39] De Paoli et al (2006) Solid-state dye-sensitized solar cell: Improved performance and stability using a plasticized polymer electrolyte Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, 181, 226-232 [40] G Paruthimal Kalaignan, Moon-Sung Kang, Yong Soo Kang (2006) Effects of compositions on properties of PEO–KI–I2 salts polymer electrolytes for DSSC Solid State Ionics, 177, 1091-1097 [41] Evangelia Chatzivasiloglou et al (2007) The influence of the metal cation and the filler on the performance of dye-sensitized solar cells using polymer-gel redox electrolytes Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, 192, 4955 Nguyễn Phước Hiệp NC chế tạo pin MT DSSC polymer sử dụng chất điện ly gel Trang 101 of 105 [42] Marco-A De Paoli et al (2001) All-Polymeric Electrochromic and Photoelectrochemical Devices: New Advances Electrochim Acta, 46, 4243-4249 [43] Haque S.A et al (2003) Flexible dye sensitised nanocrystalline semiconductor solar cells Chem Commun, 3008-3009 [44] Aurelien Du Pasquier (2007) An approach to laminated flexible Dye-sensitized solar cells Electrochimica Acta, 52, 7469–7474 [45] G Katsaros et al (2002) A solvent-free composite polymer/inorganic oxide electrolyte for high efficiency solid-state dye-sensitized solar cells Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, 149, 191-198 [46] Moon-Sung Kang, Kwang-Soon Ahn, Ji-Won Lee (2008) Quasi-solid-state dyesensitized solar cells employing ternary component polymer-gel electrolytes Journal of Power Sources 180, 896–901 [47] Janne Halme, Jaakko Saarinen, Peter Lund, Spray deposition and compression of TiO2 nanoparticle films for dye-sensitized solar cells on plastic substrates, Solar Energy Materials & Solar Cells 90 (2006), p 887–899 [48] Nerine J Cherepy, Greg P Smestad, Michael Gratzel, Jin Z Zhang, Ultrafast Electron Injection: Implications for a Photoelectrochemical Cell Utilizing an Anthocyanin Dye-Sensitized TiO2 Nanocrystalline Electrode, J Phys Chem B 1997, 101, 9342-9351 [49] Guiyan Yu, Weixiang Chen, Jie Zhao And Qiulin Nie, Synthesis of highly dispersed Pt/C electrocatalysts in ethylene glycol using acetate stabilizer for methanol electrooxidation, Journal of Applied Electrochemistry (2006) 36:1021– 1025 [50] XiangLi, Wei-XiangChen, Jie Zhao, Wei Xing, Zhu-De Xu, Microwave polyol synthesis of Pt/CNTs catalysts: Effects of pH on particle size and electrocatalytic activity for methanol electrooxidization, Carbon 43 (2005) 2168–2174 [51] [Zhang Lan, Jihuai Wu,* Sancun Hao, Jianming Lin, Miaoliang Huang and Yunfang Huang (2009), Template-free synthesis of closed-microporous hybrid and its application in quasi-solid-state dye-sensitized solar cells, DOI: 10.1039/b821908g Nguyễn Phước Hiệp NC chế tạo pin MT DSSC polymer sử dụng chất điện ly gel Trang 102 of 105 [52] Jian-Hua Cao, Bao-Ku Zhu, Geng-Liang Ji and You-Yi Xu, Preparation and characterization of PVDF–HFP microporous flat membranes by supercritical CO2 induced phase separation, Journal of Membrane Science, Vol 266, Issues 1-2, (2005), Pages 102-109 [53] Takurou N Murakami, Michael Gratzel, Review Counter electrodes for DSC: Application of functional materials as catalysts, Inorganica Chimica Acta 361 (2008) 572–580 Nguyễn Phước Hiệp NC chế tạo pin MT DSSC polymer sử dụng chất điện ly gel Trang 103 of 105 PHỤ LỤC Phụ Lục Cơ Sở Lý Thuyết Phương Pháp Qt Thế Vịng Tuần Hồn Phương pháp quét tuần hoàn – CV (Cyclic Voltammetric) thường dùng để khảo sát oxi hóa khử hệ oxi hóa khử, xác định hệ số khuếch tán D xem xét biến thiên thuận nghịch (khả phóng nạp) vật liệu nghiên cứu Điện biến thiên tuyến tính theo thời gian Hình Đồ thị qt vịng cyclicvoltametry Biến thiên điện theo thời gian xác định theo công thức sau: φ = φđ – v.τ < τ < λ φ = φđ – v.λ+v(τ-λ) τ > λ Trong đó: v – Tốc độ quét 0,000 mV/s ÷ 1000 mV/s λ - Thời điểm đổi chiều quét thế, s τ - Thời gian, s φđ - điện ban đầu (V) Khi dùng phương pháp CV nghiên cứu hệ thống thuận nghịch cho bề mặt điện cực, đồ thị phụ thuộc điện dịng điện có dạng: Nguyễn Phước Hiệp NC chế tạo pin MT DSSC polymer sử dụng chất điện ly gel Trang 104 of 105 Hình 10 Đường cong dịng dung dịch I-/I3- quét với điện cực Pt Carbon nanotube Dòng cực đại: ip,R = -2,69.105.n3/2.Do1/2.Co.v1/2 Trong đó: n - Số điện tử tương đối Do - Hệ số khuyếch tán (cm2/s) Co - Nồng độ ban đầu chất O (mol/cm3) Ở 298 K , − , = (Không phụ thuộc vào tốc độ quét thế) Phụ Lục 2: Phổ Raman PEO – Phổ do Hãng Nguyễn Phước Hiệp =1 cung cấp NC chế tạo pin MT DSSC polymer sử dụng chất điện ly gel Trang 105 of 105 Phụ Lục 2: Phổ FT-IR PEO – Phổ do Hãng Nguyễn Phước Hiệp cung cấp NC chế tạo pin MT DSSC polymer sử dụng chất điện ly gel LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên: NGUYỄN PHƯỚC HIỆP Phái: Nam Sinh ngày: 02-12-1981 Nơi sinh: Tp.HCM Địa liên lạc : 21 Suối Lội, Ấp Bàu Sim, Xã Tân Thông Hội, Huyện Củ Chi, TP.HCM Điện thoại nhà : 08-37960237 Di động : 0902-535-246 QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO - Từ 1999 – 2004 : Chuyên ngành Hóa Hữu Cơ, Khoa Hóa Học, Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên – ĐHQG TP.HCM - Từ 2007 – : Chuyên ngành Công nghệ Vật liệu Cao phân tử tổ hợp – ĐH Bách Khoa - ĐHQG TP.HCM Q TRÌNH CƠNG TÁC - Từ 2004 – 2005: Kỹ thuật viên phịng thí nghiệm, Công ty TNHH Nam Việt, Củ Chi, TP.HCM - Từ 2005 – nay: Kỹ thuật viên phịng thí nghiệm, Cơng ty TNHH Natural Choice Việt Nam ... NC chế tạo pin MT DSSC polymer sử dụng chất điện ly gel Trang of 105 - Nghiên cứu đặc trưng điện hóa quang pin mặt trời DSSC sở vật liệu TiO2 chất màu kim sử dụng hệ điện ly gel – bán rắn polymer. .. hóa chất sử dụng trình chế tạo cao [5] 2.3.3 Pin mặt trời hệ III Pin mặt trời hệ III gồm loại pin mặt trời nano tinh thể, pin mặt trời quang điện hóa (PEC), pin mặt trời polymer, pin mặt trời. .. Hiệp NC chế tạo pin MT DSSC polymer sử dụng chất điện ly gel Trang 16 of 105 2.4 PIN MẶT TRỜI DSSC 2.4.1 Giới thiệu pin mặt trời DSSC Pin mặt trời sở chất màu nhạy quang (DSSC) , gọi pin O'Regan-