Chương 2 PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM VÀ CHẾ TẠO MẪU
2.2 Phương pháp khảo sát và đo đạc
Để thực hiện công trình này, chúng tôi sử dụng hai phương pháp chính nhằm khảo sát tính chất dập tắt huỳnh quang và đo đạc các thông số của các thiết bị quang điện.
2.2.1 Hệ quang huỳnh quang
Huỳnh quang có nguồn gốc từ các chuyển dời bức xạ giữa các mức năng lượng của điện tử trong vật liệu khi bị kích thích. Trong trường hợp vật liệu được kích thích bằng ánh sáng, huỳnh quang được gọi là quang huỳnh quang. Phổ quang huỳnh quang biểu diễn sự phụ thuộc của cường độ huỳnh quang vào bước sóng phát xạ dưới sự kích thích bằng ánh sáng với bước sóng nhất định nào đó. Phổ quang huỳnh quang (PL) cho phép nghiên cứu cấu trúc điện tử và nhiều tính chất quan trọng khác nhau của vật liệu. Sơ đồ của hệ đo huỳnh quang được trình bày trên Hình 2.3.
Ánh sáng từ nguồn kích thích đơn sắc, được chiếu tới mẫu, bức xạ huỳnh quang phát xạ từ mẫu được thu vào một đầu của sợi quang và được đưa vào hệ máy đơn sắc để phân tách thành các bước sóng phát xạ riêng biệt. Sau đó, tín hiệu quang được đưa vào bộ detector và được xử lý để biến đổi thành tín hiệu điện, tín hiệu này được khuyếch đại và rồi được đưa vào máy tính xử lý.
Hình 2.3- Sơ đồ nguyên lý hệ đo huỳnh quang
Phổ quang huỳnh quang được đo trên hệ máy quang phổ “FLuoroMax-4 spectrofluorometer”, sử dụng đèn xenon (Xe) lọc bước sóng đơn sắc, có tại khoa VLKT-CNNN. Để khảo sát phổ quang huỳnh quang đối với các mẫu nghiên cứu, chúng tôi sử dụng chùm tia kích thích bước sóng 460 nm.
2.2.2 Hệ đo điện hóa kết hợp khảo sát hoạt động của pin mặt trời
Các phương pháp đo đạc phân tích tính chất điện hóa được thực hiện trên thiết bị điện hóa kiểu autolab. Có tại khoa VLKT-CNNN, hệ “AutoLab. PGS 30” (hình 2.4).
Phương pháp đo điện thế quét vòng Cyclic voltammetry (CV) điện hoá là một phương pháp được sử dụng phổ biến để nghiên cứu các quá trình điện hoá xảy ra giữa bề mặt của điện cực và chất điện ly.
Hình 2.4- Hình ảnh hệ điện hóa AutoLab. PGS 30
Trong phương pháp này điện thế trên điện cực được quét đi và quét lại trong một dải điện thế nhất định với tốc độ quét không đổi và khi đó dòng qua điện cực tương ứng được xác định.
Phổ CV ghi được cho biết các thông tin về các phản ứng ôxy hoá khử, các quá trình trao đổi ion v.v.. xảy ra trên điện cực quan tâm. Ngoài ra trong các nghiên cứu về vật liệu phổ CV còn cho phép xác định mật độ điện tích tiêm vào hay thoát ra khỏi điện cực cũng như tính thuận nghịch trong phản ứng oxy hóa - khử xảy ra và vùng điện thế để vật liệu hoạt động một cách bền vững.
Khảo sát thông số pin mặt trời tiến hành bằng cách ghi phổ CV kết hợp chế độ chiếu rọi từ nguồn "Sol 1A- Newport” (có tại Khoa VLKT-CNNN). Nguồn “mặt trời” này cho phổ bức xạ hoàn toàn giống như phổ mặt trời và có thể điều chỉnh mật độ công suất tùy ý 0 đến 100 mW/cm2. Chúng tôi sử dung công suất chiếu rọi bằng 56 mW/cm2.