MS: DHKHTN-LVHH-HL006

SỐ TRANG: 141

NGÀNH: HÓA HỌC

CHUYÊN NGÀNH: HÓA LÝ

TRƯỜNG: ĐHKHTN TPHCM

NĂM: 2009

CẤU TRÚC LUẬN VĂN

LỜI CẢM ƠN

TÓM TẮT LUẬN VĂN

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT

DANH MỤC HÌNH

DANH MỤC BẢNG

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

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

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