: 0.03M Tỉ lệ Zn 2+ /HTMA 1/
5.3. Khảo sát độ truyền qua của ZnO NRs:
79
Trong cấu trúc PMT dị thể, vật liệu hữu cơ ví dụ poly (3-hexylthiophene) (P3HT) là chất hoạt quang. Chất hoạt quang hấp thụ ánh mặt trời làm kích thích điện tử có thể nhảy lên mức LUMO để lại mức HOMO một lỗ trống. Điện tử có điện tích âm, lỗ trống mang điện tích dương liên kết với nhau do lực hút tĩnh điện tạo thành cặp điện tử - lỗ trống hay exciton. Chỉ những cặp điện tử - lỗ trống gần vùng chuyển tiếp p-n mới bị phân tách. Sau khi phân tách điện tử di chuyển trong vật liệu loại n ( ZnO) và nhờ cấu trúc dạng thanh nano các điện tử sẽ được truyền dẫn tốt đến cực dương còn lỗ trống sẽ di chuyển trong vật liệu loại p (P3HT) tiến đến cực âm. Dòng điện xuất hiện. Như vậy, để tăng hiệu suất PMT thì chất hữu cơ phải có khả năng hấp thụ phần lớn bức xạ mặt trời. Theo như cấu trúc PMT thì hiệu suất hấp thụ của chất hữu cơ phụ thuộc vào độ truyền qua của các lớp: điện cực Gr, lớp mầm ZnO và lớp ZnO NRs. Do đó, việc khảo sát độ truyền qua của các lớp Gr, ZnO, ZnO NRs cho phép đánh giá sơ bộ khả năng phù hợp ứng dụng của các vật liệu này trong cấu trúc PMT.
Hình 5.24. Phổ truyền qua UV-vis của các mẫu Gr/glass,ZNR/ZSs/glass, ZNR/ZSs/Gr/glass,
ZNR/ZSs/Gr/glass.
Hình 5.24 là phổ truyền qua UV-vis của Gr trên đế thủy tinh, lớp mầm ZnO solgel phủ trên Gr/glass, và ZnO NRs mọc có lớp mầm khi có và không có lớp Gr. Từ phổ
80
truyền qua cho thấy các mẫu có độ truyền qua cao trong vùng khả kiến. Trong đó, lớp Gr có độ truyền qua rất tốt đạt 85,6% tại bước sóng 550 nm, với đặc tính truyền qua tốt Gr thỏa mãn yêu cầu đối với điện cực trong suốt thay thế cho ITO. Như thấy trên phổ truyền qua của lớp mầm ZnO solgel phủ trên Gr (ZSs/Gr/glass), ZnO NRs khi có Gr (ZNR/ZSs/Gr/glass) và ZnO NRs khi không có Gr (ZNR/ZSs/glass), bờ hấp thụ mạnh khoảng bước sóng 380 nm, kết quả này chứng tỏ sự tồn tại của vật liệu ZnO. Độ truyền qua của mẫu mầm ZSs/Gr/glass trên 75% trong vùng khả kiến. Đặc biệt khi có thêm một lớp ZnO NRs phát triển trên nền ZSs/Gr, độ truyền qua của mẫu ZNR/ZSs/Gr/glass vẫn cao, đạt trên 70%, tại 550nm có độ truyền qua 71,9%. Khi so sánh độ truyền qua của ZnO NRs có và không có lớp điện cực Gr cho kết quả rất thú vị, đó là khi không có lớp điện cực Gr độ truyền qua của mẫu ZnO NRs (ZNR/ZSs/glass) giảm xuống 61% tại bước sóng 550nm. Nguyên nhân độ truyền qua của mẫu ZnO NRs tăng khi có lớp Gr là do chất lượng tinh thể của ZnO NRs. Như thấy trên phổ XRD hình 5.21 mẫu ZNR/ZSs/Gr/glass có cấu trúc tinh thể tốt hơn mẫu không có Gr, ZNR/ZSs/glass. Hơn nữa, quan sát ảnh SEM hình 5.23, khi có lớp Gr bề mặt mẫu ZnO NRs mịn hơn và ít khuyết tật (lỗ xốp) hơn. Như đã biết các khuyết tật (lỗ xốp) trên bề mặt có thể gây ra sự tán xạ ánh sáng và dẫn đến giảm độ truyền qua.
Như vậy, lớp điện cực Gr ngoài vai trò làm điện cực trong cấu trúc PMT, trong nghiên cứu này Gr còn làm tăng chất lượng tinh thể của ZnO NRs (cấu trúc tinh thể tăng, độ định hướng cao) và làm tăng độ truyền qua. Với độ truyền qua trên 70% ZnO NRs đáp ứng được yêu cầu làm lớp nhận điện tử và truyền dẫn điện tử trong cấu trúc PMT.
