[29][10][27][13][12][6]
Để có thể ứng dụng trong pin mặt trời lai hóa, thanh nano ZnO cần đạt các thông số nhƣ đã trình bày ở chƣơng 3: chiều dài (100nm – 150nm); đƣờng kính (30nm – 50nm); khoảng cách giữa các thanh (10nm – 20nm). Qua các thí nghiệm đã tiến hành, chúng tôi nhận thấy hạn chế của các kết quả là việc điều khiển chiều dài và đƣờng kính các thanh để đạt đƣợc những thông số mong muốn là chƣa tốtcũng nhƣ sự định hƣớng của các thanh nano ZnO trên đế ITO thuần là chƣa đạt yêu cầu nhƣ mong muốn. Điều này có thể một phần là do sự hợp mạng chƣa tốt giữa phần ZnO đƣợc hình thành so với đế ITO thuần. Hoặc là do thiếu sự định hƣớng của các hạt ZnO đóng vai trò là lớp mầm cho sự phát triển của thanh nano [19].
Về cơ bản, màng ZnO có thể đƣợc dùng làm lớp mầm cho sự phát triển của thanh nano ZnO đã đƣợc nghiên cứu từ rất lâu [11]. Nếu đế có một lớp mầm trƣớc (màng ZnO thuần) có định hƣớng (002) tốt thì việc hình thành ZnO lên trên đế sẽ đƣợc định hƣớng và hình thành các mầm ban đầu. Trên cơ sở đó, chúng tôi tiến hành nghiên cứu việc chế tạo thanh nano ZnO trên đế ITO đƣợc phủ lớp màng ZnO đóng vai trò là lớp mầm.
Có nhiều phƣơng pháp để tạo lớp màng ZnO (nhƣ đã trình ở phần tổng quan) tuy nhiên ở đây chúng tôi lựa chọn phƣơng pháp sol-gel vì đây là phƣơng pháp đơn giản, có thể tạo màng ZnO có độ xốp tốt ( rất có lơị cho sự phát triển của thanh nano ZnO lên đó)
Mục tiêu đặt ra khi chế tạo lớp mầm (màng ZnO)
Độ dày lớp màng ZnO khoảng 150nm – 200nm
Màng có độ đồng đều, kích thƣớc hạt 30nm – 70nm ( tiền đề phát triển đƣờng kính cho các thanh nano ZnO), hƣớng phát triển ƣu tiên theo mặt (002).
Một số kết quả mà nhóm nghiên cứu chúng tôi đã đạt đƣợc
Qua kết quả ở hình 4.8 ta thấy ở mẫu màng 1 lớp, bề mặt màng không đồng đều, có nhiều rãnh đứt gãy (có thể là do độ bám lớp ZnO khi đƣợc phủ lên ITO không tốt), nhiều lỗ xốp. Các hạt phát triển không đồng đều, kích thƣớc hạt khoảng 20nm - 40 nm.
Đối với màng 2 lớp, bề mặt màng phát triển rất đồng đều, ít lỗ xốp hơn. Kích thƣớc hạt khoảng 30nm – 50nm. Chính vì thế, ở những phần thí nghiệm sau, chúng tôi sẽ sử dụng màng 2 lớp vào quá trình nghiên cứu.
Hình 4.8. Ảnh SEM lớp màng ZnO trên ITO a) Màng phủ 1 lớp b) Màng phủ 2 lớp
Khi có kết quả lớp mầm, chúng tôi sẽ tiến hành điện hóa để tạo thanh ZnO