Nghiên cứu, chế tạo và khảo sát lớp chức năng có cấu trúc nano nhằm tăng hiệu suất lượng tử của linh kiện quang điện

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO VÀ KHẢO SÁT LỚP CHỨC NĂNG CÓ CẤU TRÚC NANO NHẰM TĂNG HIỆU SUẤT LƯỢNG TỬ CỦA LINH KIỆN QUANG ĐIỆN Chuyên ngành: Vật lý Chất rắn Mã số chuyên ngành: 62 44 07 01 Phản biện 1: PGS.TS Nguyễn Mạnh Tuấn Phản biện 2: TS Phạm Hải Định Phản biện 3: TS Lê Văn Ngọc Phản biện độc lập 1: PGS.TS Ngô Thu Hƣơng Phản biện độc lập 2: TS Trƣơng Văn Chƣơng NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC PGS TS TRẦN QUANG TRUNG PGS TS TRƢƠNG QUANG NGHĨA Tp Hồ Chí Minh – Năm 2017 Lời cam đoan Tơi xin cam đoan luận án cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận án trung thực chưa công bố cơng trình mà tơi khơng tham gia Tác giả Luận án Tiến sĩ _ 2017 LỜI MỞ ĐẦU Linh kiện quang điện (LED, pin mặt trời) đóng vai trị quan trọng đời sống xã hội văn minh, đại Chúng tham gia vào sinh hoạt thực tiễn người từ cung cấp lượng hiển thị báo dần trở thành thành tố khơng thể thiếu sinh hoạt cộng đồng Đó lý do, nhà khoa học tiếp tục nghiên cứu để cải tiến tối đa hiệu suất linh kiện quang điện tìm kiếm nhiều chủng loại vật liệu từ vô đến hữu tổ hợp lai chúng để giảm giá thành sản phẩm [1-7] Bên cạnh đó, để tăng khả ứng dụng nhiều dạng thù hình khác nhau, linh kiện quang điện dễ uốn cong, trải rộng, dễ lắp đặt di chuyển khuynh hướng nghiên cứu ứng dụng phổ biến Ví dụ loại điện thoại, ti vi hình cong, pin mặt trời dẻo nghiên cứu mạnh mẽ (Hình i) [8-10] Hình i Điện thoại tương lai (trái) pin mặt trời dẻo (phải) Đối với linh kiện quang điện, để tăng hiệu suất hiệu ứng dụng chúng vấn đề sử dụng vật liệu suốt có chức cụ thể để tối ưu hóa tính chất vật liệu chủ (lớp hoạt tính) đóng vai trò quan trọng Các lớp chức suốt nêu thành tên cụ thể sau: điện cực dẫn điện suốt (anode, cathode), lớp truyền hạt tải (điện tử, lỗ trống), lớp tách hạt tải, khóa hạt tải …vv… minh họa hình ii Cách đơn giản để suốt hóa lớp chức hướng chúng cấu trúc nano (không cần quan tâm chủng Luận án Tiến sĩ _ 2017 loại vật liệu oxide kim loại hay kim loại) mà đảm bảo chức riêng chúng hoạt động hiệu [1,7-8,11-13] Hình ii Cấu trúc OLED gồm nhiều lớp chức nhằm tăng hiệu suất phát quang Để nâng cao linh hoạt khả ứng dụng linh kiện quang điện đời sống, xu hướng ―dẻo‖ hóa chúng đề tài ―hấp dẫn‖ nhà nghiên cứu ngành công nghệ liên đới việc ―dẻo‖ hóa vật liệu truyền thống ITO, FTO hay ZnO [14-16] khơng dễ dàng Vì vậy, giới khoa học khơng ngừng nghiên cứu để tìm kiếm loại vật liệu mới, suốt, chức (dẫn điện, truyền, tách, khóa … hạt tải) có tính chất so sánh với vật liệu truyền thống (ví dụ ITO có độ truyền qua cao, dẫn điện tốt) đặc biệt phải có tính ―dẻo‖ cao để đa dạng hóa ứng dụng Một điều may mắn nghiên cứu vật liệu có cấu trúc nano, thơng thường có độ đàn hồi cao nhiều so với cấu trúc khối [17] việc nghiên cứu lớp chức cấu trúc nano ứng dụng linh kiện quang điện bao hàm ý đồ ứng dụng linh kiện dạng dẻo Cụ thể, năm gần số nghiên cứu ban đầu liên quan đến vật liệu cấu trúc nano CNT đế dẻo có điện trở mặt khoảng từ 100 – 300 Ω/ với độ truyền qua 80 – 90% [18-19], màng graphene (đa lớp, sản xuất phương pháp hoá học) điện trở mặt 5000 Ω/ với độ truyền qua 40% [20] có tính đàn Luận án Tiến sĩ _ 2017 hồi cao, chấm lượng tử graphene có khả thay đổi độ rộng vùng cấm tùy theo kích thước hạt…Đặc biệt, dây nano bạc (AgNWs) với điện trở mặt 10,2 Ω/□ độ truyền qua 90%, hệ số phẩm chất đạt 339 [12] Đây bước tiến việc dùng công nghệ nano để biến vật liệu dẫn điện truyền thống không truyền qua vùng khả kiến (kim loại) thành vật liệu dẫn điện suốt Thêm vào đó, dây nano bạc cịn chịu 1000 chu kì biến dạng uốn mà điện trở không thay đổi ITO không chịu 15 chu kì biến dạng uốn [8,10,23,24] Với tính chất độc đáo thế, vật liệu dây nano bạc (AgNWs), tổ hợp lai dây nano bạc với vật liệu graphene (AgNWs-rGO) hay chấm lượng tử graphene (GQDs) chủ đề đầy triển vọng, quan tâm nghiên cứu Tính đa dạng hiệu chúng việc ứng dụng làm lớp chức cấu trúc nano nhằm tăng hiệu suất lượng tử linh kiện quang điện minh chứng qua nhiều công bố khoảng năm trở lại [5-16, 21-28] Một số kết bật liệt kê ngắn gọn bảng sau: Vai trò Cấu trúc AgNWs/PEDOT:PSS/PBDTTT-C:PCBM/LiF/Al (sau 500 chu trình biến dạng) Anode dẻo HTL HTL/ETL Anode 3,76% [21] ITO/PEDOT:PSS/PBDTTT-C:PCBM/LiF/Al 0% (sau 15 chu trình biến dạng) HTL Hiệu suất TLTK ITO/P3HT:PCBM/LiF/Al 2,28% ITO/GQDs/P3HT:PCBM/LiF/Al 6,82% ITO/P3HT:PCBM/LiF/Al 1,47% ITO/GO/P3HT:PCBM/LiF/Al 3,98% ITO/P3HT:PCBM/LiF/Al 0,45% ITO/GO/P3HT:PCBM/GO-Cs/Al 3,67% Al/n-Si/PEDOT:PSS/AgNW/GO 13,3% Al/n-Si/PEDOT:PSS/AgNW 12,5% Al/n-Si/PEDOT:PSS/ grids Ag 11% [25] [26] [27] [28] Luận án Tiến sĩ _ 2017 Qua bảng thống kê cho thấy, vật liệu cấu trúc nano cải tiến đáng kể hiệu suất linh kiện quang điện hiển nhiên dễ dàng ứng dụng vào quy trình ―dẻo‖ hóa Tuy nhiên, Việt Nam theo hiểu biết tác giả, chưa có nhóm nghiên cứu chế tạo dây nano bạc tổ hợp lai dây nano bạc với vật liệu graphene 0D, 2D ứng dụng làm lớp chức điện cực anode, điện cực cathode dẫn điện suốt hay lớp tách, truyền hạt tải Đây lý mà luận án tập trung khai thác vào lĩnh vực bỏ ngỏ nhằm mục đích ứng dụng vào linh kiện quang điện dẻo theo định hướng nghiên cứu chung sở đào tạo Ý nghĩa khoa học luận án: luận án tập trung nghiên cứu số vật liệu cấu trúc nano (0D, 1D, 2D) định hướng ứng dụng làm lớp chức cấu trúc nano bao gồm: điện cực dẫn điện suốt làm lớp truyền điện tử, truyền lỗ trống, tách lỗ trống… nhằm tăng hiệu suất cho linh kiện quang điện dạng dẻo Các vật liệu khơng đáp ứng tính chất vốn có vật liệu truyền thống (ITO) tính suốt (truyền qua cao) dẫn điện tốt (điện trở thấp), mà cịn ứng dụng loại đế dẻo, vai trị mà ITO khơng thể đảm nhận Chủ đề thể với tên luận án “Nghiên cứu, chế tạo khảo sát lớp chức có cấu trúc nano nhằm tăng hiệu suất lượng tử linh kiện quang điện” Từ định hướng trên, luận án có hai mục đích chính:  Thứ nhất: chế tạo thành công số vật liệu bán dẫn kim loại cấu trúc 0D, 1D, 2D đáp ứng độ dẫn điện tốt suốt cao, chế tạo đế dẻo để ứng dụng làm điện cực cấu trúc nano cho linh kiện điện tử dạng dẻo  Thứ hai: đa dạng hóa ứng dụng vật liệu cấu trúc nano vào số linh kiện quang điện vị trí điện cực dẫn điện suốt (TCE), lớp tán xạ plasmonic, lớp truyền lỗ trống (HTL)…(gọi chung lớp chức năng) nhằm tăng hiệu suất lượng tử số linh kiện LED, pin mặt trời hữu pin mặt trời vô chủ đề thời quan tâm Bố cục luận án: gồm ba phần tổng quan (2 chương), thực nghiệm (3 chương) phần kết luận chung trình bày sau: Luận án Tiến sĩ _ 2017 Chƣơng Vật liệu nano – Lớp chức cấu trúc nano: giới thiệu tổng quan vật liệu nano, vai trò ứng dụng lớp chức cấu trúc nano linh kiện quang điện Chƣơng Các vật liệu nano cấu trúc 0D, 1D, 2D: giới thiệu tính chất bật phương pháp chế tạo vật liệu nano 0D, 1D, 2D, đặc biệt tập trung vào vật liệu graphene (rGO), dây nano bạc chấm lượng tử graphene (GQDs) điển hình cho loại hình thái Các ứng dụng tiêu biểu vật liệu tổ hợp lai chúng vào linh kiện quang điện đề cập chi tiết bám sát nội dung thực nghiệm luận án Chƣơng Nghiên cứu, chế tạo khảo sát số tính chất đặc trưng nano bạc (0D, 1D) - ứng dụng linh kiện quang điện: thơng số chế tạo ảnh hưởng đến hình thái cấu trúc, tính chất quang điện nano bạc nghiên cứu chi tiết để làm sở ứng dụng chúng vào điện cực dẫn điện suốt đế dẻo Chƣơng Nghiên cứu, chế tạo khảo sát số tính chất đặc trưng graphene (0D, 2D) - ứng dụng linh kiện quang điện: thông số chế tạo ảnh hưởng đến hình thái cấu trúc, tính chất quang điện graphene chấm lượng tử graphene nghiên cứu chi tiết để làm sở ứng dụng chúng vào làm lớp chức lớp truyền lỗ trống linh kiện quang điện Chƣơng Nghiên cứu, chế tạo khảo sát số tính chất đặc trưng tổ hợp lai graphene/nano bạc - ứng dụng linh kiện quang điện: thông số chế tạo ảnh hưởng đến tính chất quang điện tổ hợp lai nghiên cứu chi tiết để làm sở ứng dụng chúng vào lớp chức (điện cực) dẫn điện suốt đế dẻo lớp chức (tách lỗ trống) linh kiện quang điện Kết luận riêng chương làm sở định hướng cho nghiên cứu phần Phần kết luận chung định hƣớng phát triển luận án: nêu bật kết đạt được, tính tính cấp thiết đề tài hạn chế mà đề tài chưa giải để làm định hướng nghiên cứu phát triển Các kết nghiên cứu luận án cơng bố thơng qua báo ngồi nước báo cáo chuyên đề hội nghị khoa học đính kèm phần phụ lục Luận án Tiến sĩ _ 2017 CHƯƠNG VẬT LIỆU NANO - LỚP CHỨC NĂNG CẤU TRÚC NANO 1.1 VẬT LIỆU NANO - NHỮNG TÍNH CHẤT ĐẶC BIỆT Ứng dụng vật liệu cấu trúc nano vào thực tiễn như: rô bốt nano tiêu diệt tế bào ung thư thể người [29], pin mặt trời màng mỏng plasmonic [30], đánh dấu sinh học [31], chẩn đoán hình ảnh chấm lượng tử [32] hướng nghiên cứu ứng dụng mang tính đột phá công nghệ vật liệu nhờ tính chất đặc biệt vật liệu nano so với tính chất phổ biến vật liệu khối Thường công nghệ nano, vật liệu phân loại theo chiều giam giữ lượng tử Trong hạt nano gọi vật liệu không chiều (0D); dây nano gọi vật liệu chiều (1D); màng nano gọi vật liệu hai chiều (2D) (Hình 1.1) Ngồi ra, vật liệu nano cịn phân loại theo hình thái học Cụ thể tỉ số hình thái (AR – aspect ratio) vật liệu nano xác định tỉ số chiều dài vật liệu so với đường kính vật liệu (L/D) Như hình cầu có tỉ số hình thái 1, nano (nanorod) vật liệu có tỉ số lớn nhỏ 20, cịn dây nano (nanowires) tỉ số lớn 20 [33] (Hình 1.1 a,b,c,d) b) a) c) d) Hình 1.1 Hình ảnh cấu trúc vật liệu nano: a) Hạt nano (0D) b) Thanh nano (1D) c) Dây nano (1D) d) Màng nano (2D [33]) Tùy thuộc vào hình thái học đặc trưng cấu trúc mà vật liệu thể tính chất đặc biệt hiệu ứng bề mặt hay hiệu ứng kích thước, trình bày chi tiết phần 1.1.1 Luận án Tiến sĩ _ 2017 1.1.1 Hiệu ứng bề mặt Khi vật liệu có kích thước nhỏ tỉ số số nguyên tử bề mặt tổng số nguyên tử vật liệu gia tăng Ví dụ, xét vật liệu cấu trúc nano dạng cầu Nếu gọi ns số nguyên tử nằm bề mặt, n tổng số nguyên tử mối liên hệ hai đại lượng là: ns = 4n2/3 Tỉ số số nguyên tử bề mặt tổng số nguyên tử là: f = ns/n = 4/n1/3 = 4r0/r Trong r0 bán kính nguyên tử r bán kính hạt nano Như vậy, bán kính chúng giảm (r giảm) tỉ số f tăng lên Do nguyên tử bề mặt có nhiều tính chất khác biệt so với tính chất nguyên tử bên lịng vật liệu nên kích thước vật liệu giảm hiệu ứng có liên quan đến nguyên tử bề mặt, hay gọi hiệu ứng bề mặt tăng lên tỉ số f tăng Giá trị f tăng lên đáng kể kích thước chúng giảm đến nano mét Khác với hiệu ứng thứ hai mà ta đề cập đến sau, hiệu ứng bề mặt ln có tác dụng với tất giá trị kích thước, hạt bé hiệu ứng lớn ngược lại Ở giới hạn cả, vật liệu khối truyền thống có hiệu ứng bề mặt, có điều hiệu ứng nhỏ thường bị bỏ qua Vì vậy, việc ứng dụng hiệu ứng bề mặt vật liệu nano tương đối dễ dàng Bảng 1.1 Số nguyên tử lượng bề mặt hạt nano hình cầu [34] Đƣờng kính hạt nano (nm) Số nguyên tử Tỉ số nguyên tử bề mặt (%) Năng lƣợng bề mặt (erg/mol) Năng lƣợng bề mặt/năng lƣợng tổng (%) 10 30 000 20 4,08×1011 7,6 000 40 8,16×1011 14,3 250 80 2,04×1012 35,3 30 90 9,23×1012 82,2 Bảng 1.1 cho biết số thơng số điển tỉ số nguyên tử bề mặt, lượng bề mặt /năng lượng tổng…của hạt nano hình cầu Khi đường kính hạt nano Luận án Tiến sĩ _ 2017 giảm từ 10 nm xuống 1nm, số lượng nguyên tử giảm xuống tỉ số nguyên tử bề mặt lại tăng từ 20% lên 90% dẫn đến lượng bề mặt/năng lượng tổng tăng lên đáng kể từ 7,6% lên đến 82,2% 1.1.2 Hiệu ứng kích thước Khác với hiệu ứng bề mặt, hiệu ứng kích thước vật liệu nano làm cho vật liệu trở nên độc đáo so với vật liệu truyền thống Đối với vật liệu, tính chất vật liệu có ―độ dài tới hạn‖ định thường hiệu ứng ―lượng tử‖ quy định đa số chúng có kích thước nano mét (Bảng 1.2 [35]) Chính điều làm nên tính chất đặc biệt vật liệu nano so với vật liệu khối Bảng 1.2 Độ dài tới hạn số tính chất vật liệu [35] Lĩnh vực Tính chất điện Tính chất từ Tính chất quang Tính chất Tính chất Độ dài tới hạn (nm) Bước sóng điện tử 10-100 Quãng đường tự trung bình khơng đàn hồi 1-100 Hiệu ứng đường hầm 1-10 Độ dày vách domain 10-100 Quãng đường tán xạ spin 1-100 Hố lượng tử 1-100 Độ dài suy giảm 10-100 Độ sâu bề mặt kim loại 10-100 Tương tác bất định xứ 1-1000 Biên hạt 1-10 Bán kính khởi động đứt vỡ 1-100 Sai hỏng mầm 0,1-10 Độ nhăn bề mặt 1-10 Luận án Tiến sĩ _ 2017 - Khảo sát cấu trúc thông qua phổ nhiễu xạ tia X thiết bị Shimadzu 5A PTN Bộ môn Vật lý Chất rắn, ĐH Khoa Học Tự Nhiên Tp HCM Viện dầu khí Việt Nam - Khảo sát dao động thông qua phổ Raman thiết bị HORIBA YOBIN YVON, PTN Công nghệ Nano, ĐHQG Tp Hồ Chí Minh - Khảo sát tính chất quang học thông qua phổ hấp thụ UV-Vis thiết bị Jasco (Nhật) V530 PTN Kỹ Thuật Cao, ĐH Khoa Học Tự Nhiên Tp HCM - Khảo sát tính chất điện thông qua thiết bị đo điện trở bề mặt bốn mũi dò PTN Kỹ Thuật Cao, ĐH Khoa Học Tự Nhiên Tp HCM - Khảo sát thông số đặc trưng linh kiện thông qua hệ đo I-V Potentiostat PTN Bộ Môn Vật Lý Chất Rắn, ĐH Khoa Học Tự Nhiên Tp HCM Nhóm khảo sát hình thái bề mặt - Khảo sát hình thái học bề mặt thông qua ảnh SEM thiết bị FE-SEM, Model: S-4800, HITACHI (JAPAN), Khu Công Nghệ Cao Tp Hồ Chí Minh - Khảo sát hình thái học bề mặt thông qua ảnh AFM mẫu tạo thành thiết bị Atomic Force Microscope, Veeco Dimension 3100, Khoa Hóa, trường Đại học Ulsan, Hàn Quốc (Chemical Engineering School, University of Ulsan, Korea) - Khảo sát kích thước hạt nano thơng qua ảnh TEM Khu Cơng Nghệ Cao Tp Hồ Chí Minh 174 Luận án Tiến sĩ _ 2017 MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cam đoan Mục lục i Danh mục kí hiệu, chữ viết tắt v Danh mục bảng biểu vii Danh mục hình vẽ, đồ thị viii LỜI MỞ ĐẦU CHƢƠNG VẬT LIỆU NANO - LỚP CHỨC NĂNG CẤU TRÚC NANO 1.1 VẬT LIỆU NANO - NHỮNG TÍNH CHẤT ĐẶC BIỆT 1.1.1 Hiệu ứng bề mặt 1.1.2 Hiệu ứng kích thước .8 1.2 LỚP CHỨC NĂNG (CẤU TRÚC NANO) TRONG LINH KIỆN QUANG ĐIỆN .9 1.2.1 Lớp chức đóng vai trị điện cực anode 11 1.2.2 Lớp chức đóng vai trị lớp phun/truyền lỗ trống (HTL) .12 1.2.3 Lớp chức đóng vai trị lớp phun/truyền điện tử (ETL) .12 1.2.4 Lớp chức đóng vai trò điện cực cathode 13 1.2.5 Hệ số phẩm chất điện cực dẫn điện suốt .14 1.3 ỨNG DỤNG VẬT LIỆU CẤU TRÚC NANO LÀM LỚP CHỨC NĂNG TRONG MỘT SỐ LINH KIỆN QUANG ĐIỆN 16 1.3.1 Ứng dụng làm điện cực anode dẫn điện suốt (TCE) 17 1.3.2 Ứng dụng làm điện cực cathode 19 1.3.3 Ứng dụng GQDs làm lớp truyền lỗ trống pin mặt trời (HTL) 20 1.3.4 Ứng dụng làm lớp tách lỗ trống (Hole Extraction Layers- HEL) 22 i Luận án Tiến sĩ _ 2017 1.3.5 Ứng dụng làm lớp đệm tạo hiệu ứng Plasmon 24 CHƢƠNG CÁC VẬT LIỆU NANO 26 2.1 DÂY NANO BẠC (AgNWs) 1D 26 2.1.1 Định nghĩa dây nano bạc 26 2.1.2 Một số tính chất đặc trưng dây nano bạc .26 2.1.3 Một số phương pháp điều chế dây nano bạc 34 2.2 GRAPHENE 38 2.2.1 Graphene 2D 38 2.2.2 Chấm lượng tử graphene (GQDs-0D) 43 2.3 CÁC TỔ HỢP LAI CỦA GRAPHENE VỚI NANO KIM LOẠI VÀ CÁCH ĐIỀU CHỈNH CÔNG THOÁT 48 2.3.1 Điều chỉnh công cách sử dụng đơn lớp vật liệu chủ -SAM – kỹ thuật ghép lớp (layer and layer) 49 2.3.2 Điều chỉnh cơng graphene .49 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ KHẢO SÁT MỘT SỐ TÍNH CHẤT ĐẶC TRƯNG CỦA NANO BẠC (0D, 1D) - ỨNG DỤNG TRONG LINH KIỆN QUANG ĐIỆN 55 3.1 QUY TRÌNH CHẾ TẠO DÂY NANO BẠC (PHƯƠNG PHÁP POLYOL) 55 3.1.1 Quy trình 1: tổng hợp dây nano bạc 56 3.1.2 Quy trình 2: tách sản phẩm phụ 58 3.1.3 Quy trình 3: quay li tâm tách lấy dây nano bạc 59 3.2 CẤU TRÚC, HÌNH THÁI HỌC VÀ TÍNH CHẤT QUANG CỦA DÂY NANO BẠC – SỰ TƯƠNG QUAN GIỮA SEM, XRD VÀ UV-VIS 60 3.2.1 Xác định hình thái học cấu trúc dây nano bạc 60 3.2.2 Xác định cấu trúc dây nano bạc 61 3.2.3 Xác định hình thái học cấu trúc dây nano bạc 62 ii Luận án Tiến sĩ _ 2017 3.3 KHẢO SÁT MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG MẠNH ĐẾN HÌNH THÁI HỌC VÀ CẤU TRÚC CỦA DÂY NANO BẠC 63 3.3.1 Khảo sát ảnh hưởng NaCl trình chế tạo dây nano .63 3.3.2 Khảo sát ảnh hưởng KBr trình điều chế dây nano 66 3.3.3 Khảo sát ảnh hưởng PVP trình điều chế dây nano 70 3.4 CHẾ TẠO VÀ KHẢO SÁT CÁC TÍNH CHẤT ĐIỆN, QUANG CỦA ĐIỆN CỰC DÂY NANO BẠC 75 3.4.1 Tiến hành thí nghiệm 76 3.4.2 Khảo sát tính chất điện quang màng dây nano bạc 79 3.5 ỨNG DỤNG AgNWs (1D) VÀ AgNPs (0D) TRONG CÁC LINH KIỆN QUANG ĐIỆN 86 3.5.1 Ứng dụng AgNWs (1D) làm cathode pin a-Si 86 3.5.2 Ứng dụng AgNWs AgNPs làm điện cực LED InGaN/GaN 88 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ KHẢO SÁT MỘT SỐ TÍNH CHẤT ĐẶC TRƯNG CỦA GRAPHENE 0D, 2D - ỨNG DỤNG TRONG LINH KIỆN QUANG ĐIỆN 96 4.1 VẬT LIỆU GRAPHENE 2D 97 4.1.1 Quy trình tổng hợp .97 4.1.2 Quy trình chế tạo màng GO rGO 100 4.1.3 Các tính chất GO màng rGO chế tạo .101 4.2 CHẤM LƯỢNG TỬ GRAPHENE 108 4.2.1 Cơ chế hình thành GQDs 109 4.2.2 Tiến trình thực nghiệm .109 4.2.3 Kết chế tạo GQDs từ tiền chất GO 111 4.2.4 Ứng dụng chấm lượng tử GQDs (0D) làm lớp truyền lỗ trống 119 4.3 ỨNG DỤNG GRAPHENE LÀM ĐIỆN CỰC DẪN ĐIỆN TRONG SUỐT 124 iii Luận án Tiến sĩ _ 2017 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ KHẢO SÁT MỘT SỐ TÍNH CHẤT ĐẶC TRƯNG CỦA TỔ HỢP LAI GRAPHENE – NANO BẠC- ỨNG DỤNG TRONG LINH KIỆN QUANG ĐIỆN 130 5.1 QUY TRÌNH CHẾ TẠO MÀNG TỔ HỢP LAI rGO – AgNWs 130 5.1.1 Cơ chế ý nghĩa tổ hợp lai rGO – AgNWs 130 5.1.2 Quy trình chế tạo màng tổ hợp lai rGO-AgNWs .131 5.2 KHẢO SÁT THÀNH PHẦN CẤU TRÚC VÀ HÌNH THÁI HỌC CỦA MÀNG TỔ HỢP 132 5.3 KHẢO SÁT TÍNH CHẤT ĐIỆN VÀ QUANG CỦA MÀNG TỔ HỢP 134 5.3.1 Khảo sát tính chất điện quang màng tổ hợp lai theo độ dày màng graphene .134 5.3.2 Khảo sát nhiệt độ ủ ảnh hưởng lên tính dẫn điện màng tổ hợp lai 137 5.3.3 Khảo sát khả chịu biến dạng tổ hợp lai đế PET 140 5.3.4 Khảo sát độ dẫn điện tổ hợp lai rGO-AgNWs đế PET 140 5.4 ỨNG DỤNG CẤU TRÚC SANDWICH rGO/AgNPs/rGO (2D VÀ 0D) LÀM LỚP TÁCH LỖ TRỐNG (HEL) TRONG PIN MẶT TRỜI HỮU CƠ 142 5.4.1 Phương pháp chế tạo pin có sử dụng lớp HEL 143 5.4.2 Các kết thảo luận 144 KẾT LUẬN 149 HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 152 CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ 153 CÁC HỘI NGHỊ ĐÃ THAM DỰ 155 TÀI LIỆU THAM KHẢO 156 PHỤ LỤC 169 iv Luận án Tiến sĩ _ 2017 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT 0D: Zezo Dimentional – Không chiều 1D: One Dimentional – Một chiều 2D: Two Dimentional – Hai chiều 3D: Three Dimentional – Ba chiều AFM: Atomic Force Microscope – Hiển vi lực nguyên tử AgNPs: Silver Nano Particle – Hạt nano bạc AgNWs: Silver Nano Wires – Dây nano bạc BHJ: Bulk Heterojunction Solar cells – Pin mặt trời chuyển tiếp dị thể CF: Carbon Fiber – Sợi carbon CNT: Carbon Nano Tube – Ống nano carbon CRG: Chemically Reduced Graphene – Graphene khử hóa học CVD: Chemical Vapor Deposition – Lắng đọng hóa học EDX: Energy-Dispersive X-ray spectroscopy – Phổ tán xạ lượng tia X EEL: Electron Extraction Layer – Lớp tách điện tử EIL: Electron Injection Layer – Lớp phun điện tử EML: Emissive Layer – Lớp phát quang ETDA: Ethylenediaminetetraacetic acid ETL: Electron Transport Layers – Lớp truyền điện tử FETs: Field-effect Transistors – Transitors hiệu ứng trường FTIR: Fourier Transform Infrared spectroscopy – Phổ hồng ngoại chuyển đổi Fourier GQDs: Graphene Quantum Dots – Chấm lượng tử graphene HEL: Hole Extraction Layer – Lớp tách lỗ trống HIL: Hole Injection Layer – Lớp phun lỗ trống v Luận án Tiến sĩ _ 2017 HOMO: Highest Occupied Molecular Orbital - mức điện tử quỹ đạo phân tử điền đầy cao HTL: Hole Transport layers– Lớp truyền lỗ trống L/D: Length / Dimension - Tỷ số hình thái LED: Light-Emitting Diode – Diod phát quang LSP: Local Surface Plasmon - Plasmon bề mặt cục LUMO: Lowest Unoccupied Molecular Orbital: mức lượng điện tử quỹ đạo phân tử chưa điền đầy thấp MOCVD: Metalorganic Chemical Vapour Deposition – Lắng đọng hóa học kim loại-hữu MTPs: Multiply Twinned Particles - Hạt sinh đôi đa bội MWCNT: Multi wall Carbon Nano Tube – Ống nano carbon đa vách OLED: Organic Light-Emitting Diode - Diod phát quang hữu PECVD: Plasma-enhanced chemical vapor deposition – Lắng đọng hóa học tăng cường Plasma PET: Polyethylene Terephthalate – Đế dẻo PL: Photoluminescence – Phổ quang phát quang PSCs: polymer solar cells – Pin mặt trời hữu QDs: Quantum Dot - Chấm lượng tử rGO: Reduced Graphene Oxide - Graphene Oxide khử SEM: Scaning Electron Microscope – Hiển vi điện tử quét TCE: Transparent Conductive Electrode – Điện cực dẫn điện suốt TEM: Transmission Electron Microscopy - Hiển vi điện tử truyền qua UV: Ultra Violet – Tia cực tím UV-Vis: Ultraviolet–visible Spectroscopy – Phổ vùng tử ngoại khả kiến XPS: X-ray Photoelectron Spectroscopy – Phổ học quang điện tử tia X XRD: X-ray Diffraction – Nhiễu xạ tia X vi Luận án Tiến sĩ _ 2017 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Số nguyên tử lượng bề mặt hạt nano hình cầu [34] Bảng 1.2 Độ dài tới hạn số tính chất vật liệu [35] Bảng 1.3 So sánh thông số pin mặt trời sử dụng lớp truyền lỗ trống PEDOT:PSS lớp GQDs có bề dày khác [25] 20 Bảng 1.4 So sánh thông số PMT [26] 22 Bảng 2.1 Các phương pháp chế tạo GQDs [78] 46 Bảng 3.1 Bảng thống kê mẫu dây nano bạc điều chế sơ khởi 57 Bảng 3.2 Bảng thống kê thông số chế tạo mẫu AgNWS8 .60 Bảng 3.3 Hàm lượng hóa chất sử dụng q trình khảo sát vai trò NaCl 63 Bảng 3.4 Bảng thống kê mẫu dây nano bạc khảo sát theo KBr 66 Bảng 3.5 Bảng thống kê mẫu dây nano bạc khảo sát theo hàm lượng PVP 70 Bảng 3.6 Điện trở, độ truyền qua màng dây nano bạc (1 mg/ml) theo nhiệt độ đế .79 Bảng 3.7 Điện trở, độ truyền qua màng dây nano bạc theo nồng độ đế thủy tinh 80 Bảng 3.8 Điện trở, độ truyền qua màng dây nano bạc theo thể tích phủ 81 Bảng 3.9 So sánh hệ số phẩm chất vật liệu TCE 83 Bảng 3.10 Sự thay đổi điện trở màng bạc theo thời gian .85 Bảng 4.1 Chi tiết thông số pin mặt trời hữu .123 Bảng 4.2 Giá trị điện trở mẫu rGO theo bề dày màng .124 Bảng 5.1 Điện trở mặt, độ truyền qua (550 nm) hệ số phẩm chất màng tổ hợp lai rGO-AgNWs theo độ dày màng graphene (rGO) 135 Bảng 5.2 Điện trở mặt, độ truyền qua (550 nm) hệ số phẩm chất màng tổ hợp lai rGO-AgNWs theo nhiệt độ 137 Bảng 5.3 Sự thay đổi điện trở (R/Ro) 141 Bảng 5.4 So sánh kết với tác giả giới 141 Bảng 5.5 Các thông số pin mặt trời dựa cấu trúc pin khác .145 vii Luận án Tiến sĩ _ 2017 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Hình ảnh cấu trúc vật liệu nano .6 Hình 1.2 LED phát xạ cạnh có cấu trúc đơn giản .9 Hình 1.3 OLED phát xạ mặt với cấu trúc phức tạp có nhiều lớp đệm phụ trợ 11 Hình 1.4 Giản đồ lượng OLED sử dụng ITO làm điện cực anode .11 Hình 1.5 Cấu trúc vùng lượng OLED đa lớp 12 Hình 1.6 Cấu trúc vùng lượng tiếp giáp ETL/cathode cấu trúc OLED đảo phát quang qua cathode suốt 13 Hình 1.7 Mơ hình cấu trúc pin Si/PEDOT:PSS sử dụng điện cực anode dựa tổ hợp lai AgNWs/GO [28] 17 Hình 1.8 a) OLED b) Công suất quang OLED sử dụng điện cực ITO (DR) AgNWs (D1, D2) [8] .18 Hình 1.9 a) Cấu trúc OLED với điện cực cathode chế tạo từ graphene (pristine graphene) .19 Hình 1.10 a) Điện cực tổ hợp lai dây nano bạc - GO 20 Hình 1.11 a) So sánh đặc trưng J-V pin mặt trời sử dụng GQDs PEDOT:PSS làm lớp truyền lỗ trống 21 Hình 1.12 Cấu trúc pin mặt trời sử dụng lớp rGO lớp PEDOT:PSS làm lớp truyền lỗ trống [26] 21 Hình 1.13 a) Đặc trưng I-V pin mặt trời với lớp truyền lỗ trống khác b) Khảo sát hiệu suất theo thời gian pin mặt trời .22 Hình 1.14 a) Cấu trúc thiết bị b) Giản đồ mức lượng pin mặt trời sử dụng lớp GO làm lớp tách lỗ trống [27] 23 Hình 1.15 Lớp Ag grating đóng vai trị làm lớp đệm tạo hiệu ứng plasmonic[42] .24 Hình 1.16 Hiệu suất PMT trời sử dụng điện cực AgNWs tốt ITO 25 Hình 2.1 Ảnh SEM dây nano bạc đế thủy tinh [1] .26 Hình 2.2 Mơ hình hình thái cấu trúc dây nano bạc xu hướng tiếp cận top – down (a, b) bottom – up (c) [56] 27 viii Luận án Tiến sĩ _ 2017 Hình 2.3 Phổ truyền qua điện cực AgNWs màng ITO đế PET [16] .28 Hình 2.4 a) Độ truyền qua mật độ bao phủ Blue nano AgNWs ( = 19 μm) .29 Hình 2.5 a) So sánh độ truyền qua hai mẫu màng AgNWs chế tạo hai phương pháp khác so sánh với mẫu ITO thương mại [57] 29 Hình 2.6 a) Mơ hình điện cực mesoscale (TCE) b) Đường mô độ truyền qua theo điện trở mặt TCE với đường kính dây AgNWs khác 30 Hình 2.7 a) Hình SEM dây nano bạc 31 Hình 2.8 a) Sự thay đổi điện trở tương đối ITO PEN, AgNWs PEN AgNWs nhúng NOA 63 theo bán kính biến dạng 33 Hình 2.9 Minh họa phương pháp chế tạo dây nano (a) Top-down [64] (b) Bottomup [71] 34 Hình 2.10 Giản đồ minh họa phương pháp khn mềm điển hình tổng hợp dây nano bạc [72] 35 Hình 2.11 Chế tạo dây nano bạc phương pháp điện hóa [74] 35 Hình 2.12 Chế tạo dây nano bạc phương pháp khn cứng [14] 36 Hình 2.13 Hình minh họa chế bao phủ mầm Ag tạo phát triển dị hướng chiều [109] .37 Hình 2.14 a) Mơ hình mạng graphene cấu trúc tổ ong 2D b) Màng graphene suốt c) Lai hóa hai nguyên tử carbon [75] 39 Hình 2.15 Các cấu trúc 0D, 1D, 2D, 3D carbon 39 Hình 2.16 a) Minh hoạ cấu trúc vùng lượng graphene vùng Brillouin thứ dựa hệ thức tán sắc thu từ phép gần liên kết mạnh .40 Hình 2.17 a) Màng dẫn điện suốt graphene có bề dày từ đến đơn lớp (layer) b) Hệ số truyền qua giảm dần số lớp graphene tăng [53] 41 Hình 2.18 Hệ số truyền qua điện trở màng graphene phụ thuộc vào bề dày, cách chế tạo phương pháp phủ màng 42 ix Luận án Tiến sĩ _ 2017 Hình 2.19 Độ rộng vùng cấm chấm lượng tử bị thay đổi so với vật liệu khối Kích thước hạt nhỏ, độ rộng vùng cấm tăng [6] 44 Hình 2.20 Mơ tả q trình tạo thành GQDs phương pháp thủy nhiệt vi sóng phương pháp tiếp cận từ lên [91] 46 Hình 2.21 Thử nghiệm khả phát tế bào ung thư chấm lượng tử GQDs thể chuột [32] 47 Hình 2.22 a) Graphene sản xuất phương pháp CVD chuyển từ đế đồng sang đế PET [44] b) Ảnh SEM màng graphene bị chồng chập nhiều lớp .48 Hình 2.23 Các dịch chuyển mức EF (d) hàm theo khoảng cách bề mặt graphene-kim loại Đường đứt nét kết tính tốn DFT [105] .51 Hình 2.24 ―Cầu nối‖ CNT mảng graphene rời rạc[18] .52 Hình 2.25 Điện trở độ truyền qua màng Graphene theo hàm lượng dây nano bạc bề mặt [47] 52 Hình 3.1 Lưu đồ chế tạo AgNWs phương pháp Polyol 55 Hình 3.2 Lưu đồ quy trình tổng hợp dây nano bạc 56 Hình 3.3 Quy trình (tách sản phẩm phụ) điều chế dây nano bạc 58 Hình 3.4 Quy trình (quay li tâm tách dây nano bạc) .59 Hình 3.5 Hình SEM dây nano bạc thang đo µm µm .60 Hình 3.6 a) Giản đồ XRD dây nano bạc chế tạo PTNVLCR b) Giản đồ XRD dây nano bạc nhóm tác giả Sahin Coskun [69] .61 Hình 3.7 a) Phổ hấp thụ UV - Vis mẫu dây nano bạc AgNWS8 b) Mẫu dây nano bạc tác giả Quocanh N.Luu [68] 62 Hình 3.8 a) Phổ hấp thụ UV-Vis b) Giản đồ XRD có NaCl khơng có NaCl .64 Hình 3.9 a) Ảnh SEM mẫu 0mg-NaCl b) Ảnh SEM mẫu 17mg-NaCl 65 Hình 3.10 Dung dịch điều chế dây nano bạc mẫu KBr0 KBr3 67 Hình 3.11 Các mẫu dây nano bạc tổng hợp với hàm lượng KBr0, KBr3, KBr5, KBr9 .67 Hình 3.12 Ảnh SEM mẫu dây nano bạc tổng hợp với hàm lượng KBr khác nhau: a) KBr0 b) KBr3 c) KBr5 d) KBr9 68 x Luận án Tiến sĩ _ 2017 Hình 3.13 Minh họa phản ứng tạo dây nano bạc [16] 69 Hình 3.14 Dung dịch dây nano bạc mẫu 0PVP; 300PVP 600PVP .71 Hình 3.15 a) Giản đồ XRD b) Phổ UV – Vis ba mẫu 100PVP, 300PVP, 600PVP 71 Hình 3.16 Ảnh SEM ba mẫu PVP100, PVP300, PVP600 thang đo 5µm 72 Hình 3.17 Ảnh SEM hai mẫu 300PVP 600PVP 73 Hình 3.18 Thứ tự bước tạo màng dây nano bạc 76 Hình 3.19 Chế tạo màng dây nano bạc phương pháp phun nhiệt phân .77 Hình 3.20 a) Màng dây nano bạc phun đế thủy tinh, dẫn điện tốt nối dây dẫn đồng b) Hình phóng to màng dẫn điện suốt 78 Hình 3.21 Điện trở mặt, độ truyền qua, hệ số phẩm chất màng dây nano bạc theo nồng độ 80 Hình 3.22 Điện trở mặt, độ truyền qua, hệ số phẩm chất màng dây nano bạc theo thể tích phủ đế thủy tinh 82 Hình 3.23 Độ truyền qua mẫu dây nano bạc đế thủy tinh (a) đế PET (b) .82 Hình 3.24 a) Đế PET trước sau phủ AgNWs b) Ước tính sơ điện trở màng AgNWs đồng hồ đo V-A 83 Hình 3.25 a) Điện trở màng dây nano bạc đế PET sau 1000 biến dạng uốn b) Thiết bị khảo sát biến dạng uốn .84 Hình 3.26 Điện trở màng AgNWs ITO đế PET sau 500 chu kì biến dạng (a) [21], sau 1000 chu kì biến dạng (b) [51] 85 Hình 3.27 Pin mặt trời chuyển tiếp dị thể với lớp đệm a-Si:H cực mỏng với điện cực cathode lưới nhôm màng dây nano bạc 87 Hình 3.28 Đặc trưng J-V pin mặt trời c-Si 87 Hình 3.29 Cấu trúc µ-hole LED với motip kích thích phát xạ cạnh plasmon bề mặt 89 Hình 3.30 a) Mơ tả chế tách sáng hố micron sử dụng điện cực ITO b) Điện cực AgNWs cho hầu hết ánh sáng hố lục giác ngồi khơng bị cản trở với điện cực ITO .90 xi Luận án Tiến sĩ _ 2017 Hình 3.31 a) Ảnh SEM hệ thống µ-hole LED b) Ảnh minh chứng dây nano bạc làm cầu nối µ-hole 91 Hình 3.32 Ảnh kính hiển vi quét đồng tiêu (CLSM) LED µ hole a) Khơng có Ag b) Có Ag plasmonic 91 Hình 3.33 a) Công suất điện phát quang đặc trưng I-V đo từ hố lục giác kích thước micron 92 Hình 3.34 Phổ PL theo cơng suất kích thích LED a) Khi khơng có nano bạc plasmon b) Khi có nano bạc plasmon c) Cường độ tích phân PL theo cơng suất kích thích d) Năng lượng PL theo cơng suất kích thích 93 Hình 3.35 Tóm tắt kết chế tạo màng AgNWs ứng dụng làm điện cực 95 Hình 4.1 Quy trình tổng hợp vật liệu rGO theo phương pháp Hummers cải tiến 97 Hình 4.2 Các Graphite trước sau tách lớp microwave 98 Hình 4.3 a) Dung dịch GO b) Tạo màng GO theo phương pháp phủ quay 100 Hình 4.4 Màng rGO đế PET (a,b) đế thạch anh (c) 101 Hình 4.5 Các loại nhóm chức có chứa oxy GO: Epoxide bề mặt, Epoxide mép, Hydroxyl bề mặt, Hydroxyl mép, Carbonyl Carboxyl 102 Hình 4.6 a) Phổ truyền qua hồng ngoại chuyển đổi Fourier (FTIR) dung dịch GO b) Phổ XPS dung dịch GO 103 Hình 4.7 a) Giản đồ XRD b) Phổ Raman graphite graphite oxide 103 Hình 4.8 a) Phổ hấp thụ b) Phổ Raman màng GO rGO 105 Hình 4.9 Phổ XPS C1s màng GO (a) rGO (b) khử kết hợp nhiệt hydrazine 106 Hình 4.10 Ảnh SEM (a) ảnh AFM (b) màng rGO 107 Hình 4.11 Cơ chế khử GO NH3 NH3 gắn vào gốc epoxy, sau bị lượng nhiệt cắt rời theo đường liên kết tạo thành GQDs chứa nhóm amine bậc phát quang màu xanh lam [79] 109 Hình 4.12 Chu trình tổng hợp GQDs phương pháp hóa học 110 Hình 4.13 Dung dịch GO trước khử NH3 110 Hình 4.14 Ảnh TEM mẫu GQDs .111 xii Luận án Tiến sĩ _ 2017 Hình 4.15 Dung dịch GQDs sau lọc túi dyalisic 2000 Da, phát quang màu xanh lam chiếu laser tử ngoại bước sóng 405 nm 112 Hình 4.16 a) Phổ FTIR mẫu GQDs khử NH3 70oC b) Phổ so sánh tác giả Hiroyuki Tetsuka [79] 112 Hình 4.17 Phổ XPS mẫu GQDs chế tạo từ tiền chất GO 70oC (a,c) phổ XPS so sánh tác giả Hiroyuki Tetsuka (b,d) [79] 113 Hình 4.18 a) Giản đồ XRD GF (graphit flake), GO, GQDs b) Giản đồ XRD so sánh tác giả Hiroyuki Tetsuka [79] .115 Hình 4.19 Phổ hấp thụ GQDs chế tạo 70oC phù hợp với phổ hấp thụ tác giả Juan Peng [77] (đường A) 116 Hình 4.20 a) Phổ PL mẫu GQDs chế tạo 70oC kích thích bước sóng 365 nm b) Phổ PL GQDs dùng y sinh tác giả Shoujun Zhu [31] 116 Hình 4.21 Phổ EDS mẫu GQDs nhiệt độ khử NH3 70oC 117 Hình 4.22 GQDs phân tán dung mơi nước, DMF, aceton, clorua benzel .118 Hình 4.23 Quy trình thực nghiệm chế tạo pin mặt trời hữu cơ 120 Hình 4.24 Đế ITO, khay giữ đế pin mặt trời hữu sau hoàn tất bước chế tạo giữ khay nhôm .122 Hình 4.25 Đặc trưng J-V pin mặt trời hữu có khơng có GQDs chế tạo BM VLCR (a) tác giả Fushan Li (b) [41] 123 Hình 4.26 Vai trị bậc thang lượng GQDs tổ hợp blend P3HT:PCBM [41] 124 Hình 4.27 a) Phổ truyền qua màng rGO theo bề dày màng b) Điện trở độ truyền qua màng rGO .125 Hình 4.28 Ảnh AFM SEM mảng rGO chồng chéo lên 125 Hình 4.29 Mơ hình giải thích mảng rGO chồng chéo lên 126 Hình 4.30 Tổng hợp phép đo minh chứng hình thành GO .127 Hình 4.31 Tổng hợp phép đo minh chứng hình thành GQDs .129 Hình 5.1 Cơ chế bắc cầu cho đảo graphene dây nano bạc 130 Hình 5.2 Các bước chế tạo màng tổ hợp graphene (rGO)-dây nano bạc 131 xiii Luận án Tiến sĩ _ 2017 Hình 5.3 a) Ảnh SEM màng rGO b) Ảnh SEM màng tổ hợp lai rGOAgNWs .132 Hình 5.4 a) Ảnh AFM màng rGO b) Ảnh AFM màng tổ hợp lai rGOAgNWs; khẳng định dây nano bạc làm cầu nối cho đảo graphene (rGO) .133 Hình 5.5 Phổ XPS tổ hợp lai rGO/AgNWs b)Phổ XPS mẫu rGO .133 Hình 5.6 Điện trở hệ số phẩm chất graphene (rGO) tổ hợp lai AgNWs – rGO theo độ truyền qua 136 Hình 5.7 a) Điện trở độ truyền qua màng tổ hợp lai rGO- AgNWs đế thủy tinh theo nhiệt độ 138 Hình 5.8 Mạng lưới dây nano bạc trước ủ nhiệt sợi chồng lên sau ủ nhiệt sợi hàn lại với 138 Hình 5.9 Hình ảnh minh họa ảnh hưởng nhiệt độ ủ lên màng AgNWs [22] .139 Hình 5.10 a) Đỉnh C1s phổ XPS màng tổ hợp lai rGO-AgNWs b) Sự dịch đỉnh 3d dây nano bạc sau ủ nhiệt [22] 139 Hình 5.11 Khảo sát biến dạng uốn màng tổ hợp lai rGO-AgNWs đế PET a) Điện trở theo chu kì biến dạng b) Độ biến thiên điện trở theo chu kì biến dạng .140 Hình 5.12 Cấu trúc pin sử dụng lớp cấu trúc sandwich rGO/AgNPs/rGO làm lớp HEL 143 Hình 5.13 Ảnh SEM lớp HEL, giản đồ XRD lớp cấu trúc HEL .144 Hình 5.14 Phổ UPS rGO (CRG-chemical reduce graphene) lớp HEL .145 Hình 5.15 Đặc trưng J-V PCS giản đồ lượng cấu trúc pin 145 Hình 5.16 Tóm tắt kết chế tạo tổ hợp lai graphene (rGO)/AgNWs ứng dụng chúng điện cực dẫn điện suốt lớp HEL linh kiện quang điện 148 xiv ... luận án ? ?Nghiên cứu, chế tạo khảo sát lớp chức có cấu trúc nano nhằm tăng hiệu suất lượng tử linh kiện quang điện? ?? Từ định hướng trên, luận án có hai mục đích chính:  Thứ nhất: chế tạo thành... liệu nano – Lớp chức cấu trúc nano: giới thiệu tổng quan vật liệu nano, vai trò ứng dụng lớp chức cấu trúc nano linh kiện quang điện Chƣơng Các vật liệu nano cấu trúc 0D, 1D, 2D: giới thiệu tính... trúc nano vào số linh kiện quang điện vị trí điện cực dẫn điện suốt (TCE), lớp tán xạ plasmonic, lớp truyền lỗ trống (HTL)…(gọi chung lớp chức năng) nhằm tăng hiệu suất lượng tử số linh kiện LED,