solar cells

1. ĐẠI HỌC QUỐC GIA TPHCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHTN
Chuyên đề 3
Phương pháp chế tạo chấm lượng tử
và các kỹ thuật thực nghiệm
GVHD 1:PGS.TS HUỲNH THÀNH ĐẠT
GVHD 2: TS LÂM QUANG VINH
TP.HCM - 2014 1

3. Hình 6.4 Phổ hấp thụ của màng TiO2/CdS/CdSe/ZnS với độ
dày các lớp khác nhau phụ thuộc vào số vòng SILAR

4. Hình 6.5 Phổ XRD và phổ Raman của màng
TiO2/CdS(3)/CdSe(3)/ZnS(2)

5. Hình 6.6 Ảnh FESEM chụp bề mặt (a) và chụp mặt cắt của
màng TiO2/CdS(3)/CdSe(3)/ZnS(2)

6. Hình 6.7 Phổ EDS của màng TiO2/CdS(3)/CdSe(3)/ZnS(2)

7. Hình 6.8 Phổ phát quang (PL) của các màng photoanode
tương ứng với độ dày khác nhau

8. Hình 6.11 Giản đồ mô tả kết quả đo hiệu suất phụ thuộc vào độ
dày của mẫu photo anode khác nhau và (b) mô tả cấu trúc của
pin mặt trời QDSSCs

10. Hình 7. Phổ hấp thụ của chấm lượng tử CdSe với các giá
trị M khác nhau
Hình 8 Ảnh TEM của mẫu bột QDs CdSe với M=8 và
R=10 được chụp ở nhiệt độ phòng.
Hình 9. Phổ quang phát quang của chấm lượng
tử CdSe với các giá trị M khác nhau
Hình 10. Phổ XRD của chấm lượng tử CdSe ở
nhiệt độ khác nhau

11. QUÁ TRÌNH CHUYỂN CÁC QDs SANG DẠNG BỘT
(a) (b)
Hình 11. QDs CdSe (a) tách pha trong dung môi CHCl3 và (b) tách pha trong dung
môi Toluenle, acetone.

12. QUÁ TRÌNH TẠO MÀNG TiO2/CdSe
Xử lý
nhiệt
in lụa
keo TiO2
Xử lý
nhiệt
Ngâm trong
dd nano CdSe
Xử lý sạch
Hình 12. Màu sắc của màng TiO2-CdSe theo nhiệt độ nung: (a) màng TiO2 trước khi ngâm
CdSe (b) không xử lý nhiệt; (c) xử lý 2000C; (d) xử lý 3000C
Hình 13. Phổ hấp thụ UV-Vis của màng TiO2-
CdSe theo thời gian ngâm

13. CÁC THIẾT BỊ PHÂN TÍCH VẬT LIỆU
Loại Độ phân giải Ghi chú
Kính quang học >0,2μm Không phân biệt được
K/C 2 nguyên tử
Kính hiển vi điện
tử
~0,3-0,5nm Phân biệt được K/C 2
nguyên tử
U=50kV ~0,006nm
U=100kV ~0,004nm
Kính hiển vi điện tử vì:
-Độ tương phản cao
-Ảnh trực quan
-Phân tích kích thước hạt
Hình 14. Sơ đồ kính hiển vi điện tử quét
Thế 10-50kV
~vài nm
Độ phân giải
-thế tăng tốc
Nhược điểm:
-Độ phân giải thấp hơn TEM
Ưu điểm:
-Bảo toàn mẫu
-thao tác dễ dàng, rẻ

14. (a) (b)
Hình 15. (a) Ảnh FE-SEM của màng TiO2 trên đế thủy tinh; (b) Ảnh FE-SEM
của màng TiO2-CdSe trên đế thủy tinh

15. Hình 17. Sơ đồ kính hiển vi điện tử truyền qua
Thế >=100kV
Ưu điểm
-phân tích cấu trúc
-xác định kích thước
Nhược điểm:
-đắt tiền
-phức tạp
Hình 16. Ảnh TEM của chấm lượng tử
CdSe với M=8 và R=10

16. Hình 18. Sơ đồ nguyên lý của phổ XRD
Cực đại giao thoa thoả mãn
điều kiện Bragg:
2dsinθ = nλ
Các loại mạng khác
nhau thì khác nhau:
-Vị trí (góc)
-Số lượng (bậc,n)
-Cường độ (số nguyên
tử)
Xác định cấu trúc
D= 0,9λ
βcosθ
Công thức Scherrer
Nhiệt độ nung Δ(2θ) (độ) Vị trí
góc 2θ
(độ)
KT (nm)
Sấy 1000C 2.30 26.03 3.55
Nung 2000C 1.64 25.85 5.00
Nung 3000C 0.52 25.84 15.67
Nung 4500C 0.29 26.12 28.12

17. 3. Tán xạ Raman
Hình 19. Sơ đồ nguyên lí tán xạ raman
0 cos 2 m q = q p v t
æ ¶ ö = + ç ¸ + è ¶ ø
a a a
=a p =a p + æ ¶a ö p ç ¶ ¸ è ø
P E cos 2 v t E cos 2 v t qE cos 2 v t
æ ö = a p + ¶ a ç ¸ p + + p
- è ¶ ø
cos 2 1 cos 2 ( ) cos 2 ( )
[ ] 0 0 0 0 0 0 0
2 m m P E v t q E v v t v v t
q
0
0
0
q ...
q
0 0 0 0 0 0 0
0
q
Hình 20. Phổ Raman của CCl4 với bước sóng kích thích
1064nm

18. Nguyên tắc chọn lọc cho phổ raman
a a a -Raman nếu α ≠ const trong quá trình dao đôṇg
ù
é
ù
x
y
xx xy xz
a a a
yx yy yz
E
E
Hình 21. Phổ Raman của dung dịch CdSe
P = αE
ú ú ú
û
ê ê ê
ë
ú ú ú
û
é
=
ê ê ê
ë
ù
ú ú ú
û
é
ê ê ê
ë
z
zx zy zz
P
x
P
y
z
E
P
a a a

19. ĐL Lambert-Beer
Hình 22. Sơ đồ khối hệ đo hấp thụ quang học
Hình 23. Phổ hấp thụ của chấm lượng tử CdSe
với các giá trị R=Cd/Se khác nhau

20. Hình 24. Sơ đồ khối một hệ đo quang phát quang
Wk
hѵ hѵ’
Hấp thụ Bức xạ
Wi
Hình 25. Nguyên lý quang phát quang
Hình 26. Phổ quang phát quang của chấm
lượng tử CdSe với các giá trị M khác nhau
- Sự chênh lệch về năng lượng giữa đỉnh hấp thụ và
đỉnh bức xạ gọi là độ dịch chuyển Stoke.
- Độ dịch chuyển này là do khi dịch chuyển xuống
các mức dưới đã có những mức không phát huỳnh
quang (mà tạo ra phonon). Điều này gây nên tổn hao
trong PL.

21. Xin chân thành cảm ơn sự theo dõi của quý
Thầy (Cô) và các Anh (Chị)!