Hệ đo công suất quang gồm 2 phần: + Đầu nhận tín hiệu quang. + Bộ phận hiển thị.
Nguyên lý của hệ đo: Đầu nhận tín hiệu quang bao gồm 1 cảm biến quang đặt trong buồng tối với cửa sổ có đường kính 1cm, nguồn phát sẽ được đặt sao cho ánh sáng chiếu vuông góc với mặt cửa sổ, công suất quang đo được sẽ là công suất quang đi qua tiết diện cửa sổ này. Tín hiệu nhận được sẽ được hiển thị qua đồng hồ số tại bộ phận hiển thị.
Điều kiện thực nghiệm:
Với các điều kiện thí nghiệm, các hệ đo trên, luận văn đã lựa chọn được phương pháp chế tạo tổ hợp cấu trúc nanô và linh kiện pin mặt trời hữu cơ phù hợp với điều kiện thí nghiệm của Việt Nam. Các kết qủa đo được thực hiện trên các thiết bị hiện đại. Dung dịch polymer thuần khiết được chuẩn bị từ bột polymer thương phẩm của hãng Aldrich.Ltd và dung môi hữu cơ có độ sạch cao (99,99%) của Merk. Bột nanô TiO2 là sản phẩm thương mại của hãng Aldrich. Ltd. Các đế thuỷ tinh ITO (làm giá đỡ và anôt cho pin mặt trời ) được sử dụng từ sản phẩm thương mại có độ dẫn tốt, điện trở vuông cỡ khoảng 20-40 Ω/ .
Bột Alq3 (làm lớp truyền điện tử) được sử dụng từ sản phẩm thương mại của hãng Aldrich. Ltd. Catôt Al được bốc bay nhiệt trên hệ bốc bay Ulvac VPC 260 có thiết bị hiển thị chính xác để khống chế chiều dày màng.
Các kết qủa của luận văn được thực hiện trên các hệ đo hiện đại của Viện khoa học vật liệu - Viện khoa học & Công nghệViệt Nam, trường Đại học Công nghệ, Đại học khoa học tựnhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội, trường Đại học KHTN - ĐH Quốc gia Hà Nội.
Bảng 2 trình bày một số hình ảnh thực nghiệm của quá trình khảo sát các thông số đặc trưng của pin mặt trời hữu cơ trong phòng thí nghiệm.
Bảng 2. Các hình ảnh thực nghiệm đo I-V của Pin
Đế ITO
Linh kiện pin mặt trời hữu cơ
Khảo sát I-V của mẫu pin mặt trời hữu cơ
Chƣơng 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Nhiều linh kiện bán dẫn hiện nay như OLED, pin mặt trời, … đều là loại đa lớp, với tổ hợp nano khác nhau. Những tổ hợp nano giúp cho linh kiện đa lớp có hiệu suất cáo hơn linh kiện đơn lớp mà vẫn đảm bảo vi kích thước. Ví dụ như màng tổ hợp nano P3HT:PCBM hay MEH: PPV giúp tăng dải ánh sáng hấp thụ của pin mặt trời.
3.1. Nghiên cứu chế tạo và khảo sát tính chất của các màng dẫn nano sử dụng trong chế tạo pin mặt trời hữu cơ (solar cells)
Ống carbon nano và TiO2 là những vật liệu đã được nghiên cứu sử dụng nhiều trong chế tạo các linh kiện điện tử và bán dẫn do những tính chất đặc biệt của chúng. Trong đề tài này, ống carbon nano đa vách (Multiple Wall Carbon Nano Tubes – CNTs) được biến tính bằng hệ axit oxy hóa mạnh H2SO4:HNO3 = 1:3, sau đó CNTs biến tính kết hợp với poly(3,4-ethylenedioxythiophene) – PEDOT-PSS được sử dụng chế tạo màng dẫn nano PEDOT-PSS:CNTs = 100:0,5 (theo khối lượng) [2].
Cấu trúc hình thái học của màng vật liệu tổ hợp được khảo sát bằng ảnh chụp kính hiển vi điện tử phát xạ trường (FE-SEM). Hình 3.1 trình bày ảnh FE-SEM chụp bề mặt của mẫu màng vật liệu tổ hợp PEDOT-PSS:CNTs đã chế tạo.
Hình 3.1. Ảnh FE-SEM củamàng tổ hợp nanocompossite PEDOT-PSS:CNTs =
100:0,5 (theo khối lượng).
Từ hình 3.1 nhận thấy với hàm lượng thích hợp, các ống CNTs đã được phân tán khá đồng đều trong tổ hợp vật liệu. Quan sát trên hình 3.1 thấy các ống nano carbon CNTs sử dụng có đường kính trung bình khoảng 20nm, và có độ dài từ 300- 500nm.
Độ dày của màng cũng đã được khảo sát bằng ảnh FE-SEM. Hình 3.2 là ảnh FE-SEM chụp bề mặt cắt ngang của màng PEDOT-PSS:CNTs, cho thấy màng PEDOT-PSS:CNTs chế tạo có độ dày khoảng 20 – 25nm.