KHẢO SÁT ĐỘ BIỂN HOẠT ĐỘNG CỦA PIN MẶT TRỜI TINH THỂ NANO OXIT TẨM CHẤT NHẠY QUANG VÀ CÁC BIẾN ĐỔI TRONG PIN KHI PHƠI NHIỆT TRONG TỐI 85[SUP]o[/SUP]C MAI THỊ HẢI HÀ Trang nhan đề Lời cảm ơn Mục lục Danh mục MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN .i TÓM TẮT LUẬN VĂN . ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT .vi DANH MỤC HÌNH .x DANH MỤC BẢNG xv CHƯƠNG 1: CẤU TRÚC VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA PIN MẶT TRỜI TINH THỂ NANO OXÍT TẨM CHẤT NHẠY QUANG .1 1.1. Pin mặt trời kiểu bán dẫn p-n tiếp xúc .1 1.1.1. Nguyên tắc hoạt động 1 1.1.2. Mạch tương đương của pin mặt trời kiểu tiếp xúc p-n. Đường đặc trưng dòng - thế .2 1.2. Các thông số quang điện hóa đánh giá khả năng hoạt động của pin 3 1.2.1. Dòng ngắn mạch ISC và thế mạch hở VOC .3 1.2.2. Điểm có công suất cực đại .4 1.2.3. Hiệu suất chuyển đổi quang năng η .4 1.2.4. Thừa số lấp đầy ff (fill factor) .4 1.3. Pin MT tinh thể nano oxít tẩm chất nhạy quang (DSC) .5 1.3.1. Nguyên tắc hoạt động của DSC .5 1.3.2. Cấu tạo của DSC 8 1.3.3. Nhiệt động học các quá trình chuyển điện tích trong pin 14 1.3.4. Động học các quá trình chuyển điện tích trong pin .16 1.3.5. Tối ưu hóa khả năng hoạt động của DSC 21 1.3.6. Độ bền hoạt động của DSC .24 1.4. Ưu điểm của DSC so với pin MT kiểu p-n 24 1.5. Bức xạ mặt trời ở bề mặt trái đất 25 CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM .27 Mai Thị Hải Hà iii Luận Văn Thạc Sĩ Chuyên Ngành Hóa Lý 2.1. Phương pháp phổ tổng trở điện hóa (EIS) 27 2.1.1. Sơ lược lý thuyết cơ sở của phép đo phổ tổng trở .27 2.1.2. Phân tích phổ tổng trở 29 2.2. Phương pháp đo đường đặc trưng dòng - thế .37 2.3. Phương pháp phân tích bằng máy sắc ký lỏng hiệu năng cao kết hợp đầu dò khối phổ (HPLC-UV/Vis-MS) 38 2.3.1. Nguyên tắc phân tích .38 2.3.2. Đầu dò UV/Vis 38 2.3.2. Đầu dò khối phổ .41 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM .43 3.1. Nhiệm vụ đề tài: .43 3.2. Hóa chất và thiết bị .44 3.2.1. Hóa chất .44 3.2.2. Thiết bị .44 3.3. Thực nghiệm .47 3.3.1. Chế tạo pin DSC 47 3.3.2. Bảng kí hiệu các pin 48 3.3.3. Xác định độ dày màng .49 3.3.4. Đo đường đặc trưng dòng thế (I-V) .49 3.3.5. Đo phổ tổng trở của pin .50 3.3.6. Phân tích thành phần và hàm lượng các chất hấp phụ trên TiO2 bằng máy sắc ký lỏng hiệu năng cao ghép đầu dò khối phổ HPLC-UV/Vis-MS 51 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN .55 4.1. Độ dày màng TiO2 55 4.2. Độ bền hoạt động của các pin không sử dụng phụ gia 4-TBP dưới tác động của nhiệt trong tối 55 4.3. Độ bền hoạt động của các pin sử dụng phụ gia 4-TBP dưới tác động của nhiệt trong tối .62 4.4. Ảnh hưởng của phụ gia 4-TBP đến khả năng hoạt động của pin .69 Mai Thị Hải Hà iv Luận Văn Thạc Sĩ Chuyên Ngành Hóa Lý 4.5. Phân tích phổ tổng trở điện hóa của pin trong quá trình phơi nhiệt ở 85oC trong tối .70 4.5.1. Mô hình hóa các quá trình chuyển vận điện tử và ion trong pin DSC 70 4.5.2. Phổ tổng trở của các pin không sử dụng phụ gia 4-TBP .73 4.5.3. Phổ tổng trở của các pin có sử dụng phụ gia 4-TBP .77 4.6. Ảnh hưởng của phụ gia 4-TBP đến quá trình chuyển vận điện tử và ion trong pin 82 4.7. Tác động của cường độ sáng đến khả năng hoạt động của pin 84 4.8. Sự biến đổi của hàm lượng các chất hấp phụ trên lớp oxit bán dẫn theo thời gian phơi nhiệt .87 4.8.1. Đường nội chuẩn và ngoại chuẩn định lượng dye N719 và D520 88 4.8.2. Hàm lượng các chất trong các pin sử dụng dye N719 .91 4.8.3. Hàm lượng chất trong pin sử dụng dye D520 .96 4.8.4. Thành phần các chất hấp thụ trên anot của pin sử dụng dye đen 100 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .113 TÀI LIỆU THAM KHẢO 116 PHỤ LỤC A .120 PHỤ LỤC B .123
