Hình thái bề mặt của các cấu trúc ZnO hạt nano mua từ công ty Sigma- Aldrich và ZnO thanh nano chế tạo bằng phƣơng pháp phủ trải đƣợc cho thấy trong ảnh SEM (Hitachi S4800, tại viện khoa học vật liệu Việt Nam) nhƣ ở hình 3.1.
Hình 3.1: Ảnh SEM của các cấu trúc ZnO (a) hạt nano và (b) thanh nano
Hình 3.1 (a) là ảnh SEM của bột ZnO hạt nano cho thấy cấu trúc với các hạt nano có đƣờng kính phân bố rộng từ 50 nm đến 200 nm. Bột các hạt nano này đƣợc sử dụng để chế tạo cấu trúc thanh nano bằng phƣơng pháp phủ trải, nhƣ trình bày trong phần thực nghiệm ở chƣơng 2. Sản phẩm của quá trình phủ trải đƣợc cho thấy trong ảnh SEM ở hình 3.1 (b). Quan sát ảnh SEM cho thấy rằng, cấu trúc của sản phẩm là các thanh nano với kích thƣớc của các thanh là khá lớn khoảng từ 400 nm đến 500 nm và chiều dài là khá dài đến hàng trăm m.
Một chuỗi các điện cực quang ZnO cấu trúc hạt nano với quy trình chế tạo bằng phƣơng pháp phủ trải lên trên đế điện cực FTO với bề dầy màng thay đổi và ủ nhiệt tại 450o
C, 2 giờ trong không khí đƣợc cho thấy nhƣ trong hình 3.2 (a-d).
Hình 3.2: Ảnh SEM của các điện cực quang cấu trúc ZnO hạt nano với bề dày thay đổi; (a) 1 lớp, (b) 2 lớp, (c) 3 lớp và (d) 4 lớp
Ảnh SEM cho phép ta xác định đƣợc bề dày tƣơng đối của các mẫu điện cực chế tạo là 16 m, 21 m, 26 m và 32 m tƣơng ứng với số lớp chế tạo là 1 lớp, 2 lớp, 3 lớp và 4 lớp theo thứ tự. Hơn thế nữa, ảnh SEM cũng cho thấy màng điện cực chế tạo bằng phƣơng pháp phủ trải có chất lƣợng khá tốt với các hạt nano kết chặt và bám dích tốt với đế điện cực FTO, điều này cho thấy a xít Acetic là một chất kết dính khá tốt cho hệ vật liệu ZnO, chính khả năng kết dính tốt này cũng là thuận lợi cho quá trình vận chuyển điện tử sinh quang đến điện cực, giúp tăng cƣờng hiệu suất PEC.
khả năng hấp thụ ánh sáng bởi đƣa vào trong màng các tâm tán xạ ánh sáng là các thanh nano chế tạo đƣợc ở trên. Cho mục đích này, những thanh nano với hàm lƣợng phần trăm về khối lƣợng thay đổi đƣa vào trong màng đƣợc chế tạo và cấu trúc vi mô bề mặt của các điện cực này đƣợc cho thấy trong ảnh SEM hình 3.3 (a-d).
Hình 3.3: Ảnh SEM của các điện cực quang ZnO với hàm lƣợng thanh nano thay đổi; (a) 0wt%, 6.7wt%, 20wt% và 50wt%
Quan sát ảnh SEM cho thấy rằng, mật độ các thanh nano trong màng tăng lên tƣơng ứng với hàm lƣợng pha trộn trong bột và sự phân bố các thanh là khá đồng đều không có sự tích tụ trên toàn bộ màng trong quá trình phủ màng trên đế điện cực.