Slide thuyết trình vật liệu nano và màng mỏng pin màng mỏng vô cơ

.c om HỌC PHẦN: ng VẬT LIỆU LƯU TRỮ VÀ CHUYỂN HOÁ NĂNG LƯỢNG cu u du o ng th an co ĐỀ TÀI: PIN MÀNG MỎNG VƠ CƠ NHĨM Thành viên: Nguyễn Văn Lin Lê Yến Minh Nguyễn Đức Duy CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt • GIỚI THIỆU CHUNG an co ng I c om NỘI DUNG du o u II ng th • PIN MẶT TRỜI MÀNG MỎNG VƠ CƠCẤU TRÚC VÀ CƠ CHẾ HOẠT ĐỘNG cu •PIN CDTE VÀ PIN CIGS III CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt cu u du o ng th an co ng c om Bạn nghĩ hình ảnh này? CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt co ng c om I.GIỚI THIỆU CHUNG an -Việt Nam quốc gia có số nắng trung bình ngày cao cu u du o ng th -Cường độ xạ trung bình ngày thuộc loại cao giới: 5kWh/m2 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om ng co an th ng u du o -PMT thiết bị biến đổi trực tiếp quang thành điện thông qua hiệu ứng quang điện cu -Hiệu ứng quang điện tượng electron bị bứt khỏi bề mặt vật liệu sau nhận lượng từ xạ có tần số lớn tần số ngưỡng vật liệu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt u du o ng th an co ng c om - Thế hệ thứ nhất: PMT dạng khối, đơn tinh thể silic, chế tạo từ wafer silic, loại PMT có hiệu suất cao, nhiên giá thành đắt, khó lắp đặt cu - Thế hệ thứ hai: PMT đươc chế tạo theo công nghệ màng mỏng, loại vật liệu tạo thành phong phú như: silic vơ định hình, CdTe (cadmium telurit), CIGS (gồm đồng, indium, galium selen) PMT hệ có hiệu suất khơng cao giá thành rẻ hơn, gọn nhẹ hơn, tích hợp nhiều chức CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt II.PIN MẶT TRỜI MÀNG MỎNG VÔ CƠ-CẤU TRÚC VÀ CƠ CHẾ HOẠT ĐỘNG CẤU TRÚC c om - SC bao gồm lớp chất hấp thụ ánh sáng lớp đệm tạo tiếp xúc n-p co ng - Các lớp điện cực: có tác dụng chuyển điện tích trực tiếp tải cu u du o ng th an Ngoài ra, để tăng hiệu suất làm việc độ bền SC, người ta thường chế tạo thêm lớp sau: - Lớp chống phản xạ: Nhằm tăng hiệu suất SC cách tăng độ hấp thụ xạ SC (TiO2 đơn lớp đa lớp) - Lớp bảo vệ: tăng độ bền tuổi thọ SC, chống lại số tác động tiêu cực từ mơi trường ăn mịn, trầy xước, va đập CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt du o ng th an co ng c om CƠ CHẾ HOẠT ĐỘNG cu u -Nguyên tắc hoạt động PMT phải đảm bảo thực hai công đoạn quan trọng: +Hấp thụ photon từ ánh sáng kích thích chuyển thành cặp điện tử - lỗ trống +Phân tách cặp điện tử lỗ trống chuyển điện tích điện cực tương ứng để dẫn mạch CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om ng co an th ng du o u Sự tạo thành dòng điện điện tử-lỗ trống: cu Một điện trường tiếp xúc p-n tạo nên có thêm lớp bán dẫn loại n, thường gọi lớp đệm, nằm lớp hấp thụ Khi điện tử bị kích thích photon vùng tích điện, chúng dịch chuyển sang lớp bán dẫn n nhờ có điện trường tạo dòng điện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt III.PIN CdTe VÀ PIN CIGS c om Về mặt hiệu suất chuyển đổi, pin CdTe với hiệu suất lớn 16,7% pin mặt trời CIGS 20,3% an co ng Pin mặt trời CIGS CdTe phổ biến thị trường pin mặt trời màng mỏng cu u du o ng th Nhìn chung pin mặt trời dạng thường lựa chọn tốt pin mặt trời dựa Si có yếu tố hạn chế hiệu suất thấp, độ bền, sử dụng vật liệu đất 10 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt PIN CdTe co ng c om - Cấu trúc tinh thể CdTe: cấu trúc mạng zincblende, nguyên tử Cd liên kết với bốn nguyên tử Te ng th an - CdTe có nhiệt độ nóng chảy thấp, số mạng lớn, ổn định , không độc du o - Cd chất có độc tính, cần phải có biện pháp xử lý tái chế phù hợp cu u - Te kim loại 11 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Cấu trúc pin: cu u du o ng th an co ng c om -Độ rộng vùng cấm 1,45eV Chỉ cần lớp mỏng( vài micron) hấp thụ hầu hết ánh sáng tới Việc làm giúp tiết kiệm chi phí -Đầu tiên phủ lớp front contact ơxít dẫn điện suốt (TCO) vào bề mặt thủy tinh Lớp TCO có độ suốt cao độ dẫn điện cao Sau lắng đọng lớp cửa sổ CdS, lớp hấp thụ CdTe, cuối lớp back contact 12 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om ng co an th ng du o u cu 13 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om ng co an th ng du o u cu 14 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt PIN CIGS cu u du o ng th an co ng c om CIGS bán dẫn loại p, hệ số hấp thu quan học cao, đa tinh thể CuInSe2 (CIS) thuộc khống chất Selenide, cấu trúc chalcopyrite CuInSe2 tùy ý hợp với CuGaSe2 hình thành Cu (In1-x, Gax) Se2 15 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt co ng c om Thành phần PMT màng mỏng CIGS lớp hấp thụ Cu(In,Ga)Se2, nơi xảy biến đổi photon (có mức lượng cao độ rộng vùng cấm CIGS) thành cặp lỗ trống - điện tử cu u du o ng th an Đối với pin màng mỏng lớp hấp thụ thường bán dẫn loại p 16 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Tiếp xúc Ohmic hình thành Cu (In, Ga) Se2 với Molibden c om Cd CIGS có nồng độ thấp, người ta có xu hướng tiến hành thay lớp đệm CdS (bandgap co ng 2,4ev) lớp ZnO:Al (bandgap 3,2eV) tính chất độc hại Cd cu u du o ng th an Có thể giảm việc tái tổ hợp cách thêm lớp CIGS n-type vào lớp p-type CIGS n-type CdS Các tiếp xúc n-p giúp electrone hole tách 17 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om ng co an th ng du o u cu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 18 .c om Nhìn chung pin mặt trời dựa hệ vật liệu CIGS thu hút quan tâm du o ng th an co với loại mang mỏng khác (như silic vô định hình, CdTe) ng giới, khả cho hiệu suất cao , bền, chi phí sản xuất canh tranh cu u Nhược điểm lớn pin CIGS hạn chế nguồn indium, dẫn đến hạn chế số lượng pin CIGS 19 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt TÀI LIỆU THAM KHẢO c om M Topič, Contemporary inorganic thin film photovoltaic materials and technologies Contemporary Materials (Renewable energy sources) ng Inorganic photovoltaic cells:Operating principles, technologies and efficiencies - Review co Yasser Karzazi, Imane Arbouch an 3.Thin film solar cells: review of material, technologies, commercial status cu u du o ng th Martin A Green 20 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om ng YOU!!! cu u du o ng th an co THANK 21 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ... GIỚI THIỆU CHUNG an co ng I c om NỘI DUNG du o u II ng th • PIN MẶT TRỜI MÀNG MỎNG VÔ CƠCẤU TRÚC VÀ CƠ CHẾ HOẠT ĐỘNG cu ? ?PIN CDTE VÀ PIN CIGS III CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt... III .PIN CdTe VÀ PIN CIGS c om Về mặt hiệu suất chuyển đổi, pin CdTe với hiệu suất lớn 16,7% pin mặt trời CIGS 20,3% an co ng Pin mặt trời CIGS CdTe phổ biến thị trường pin mặt trời màng mỏng. .. tích hợp nhiều chức CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt II .PIN MẶT TRỜI MÀNG MỎNG VÔ CƠ-CẤU TRÚC VÀ CƠ CHẾ HOẠT ĐỘNG CẤU TRÚC c om - SC bao gồm lớp chất hấp thụ ánh sáng lớp đệm