PIN mặt TRỜI hữu cơ TRÊN nền CARBON (GRAPHENE)

Ô đơn vị lục giác của graphene gồm hai nguyên tử carbon và có diện tích 0,052nm2. Như vậy, chúng ta có thể tính ra tỉ trọng của nó là 0,77 mgm2. Một cái võng giả thuyết làm bằng graphene với diện tích 1m2  sẽ cân nặng 0,77 mg. Trong cái võng 1m2 của chúng ta mắc giữa hai cái cây, bạn có thể đặt một gia trọng xấp xỉ 4kg trước khi nó bị rách vỡ. Như vậy, người ta có thể chế tạo một cái võng hầu như vô hình từ graphene có thể chịu sức nặng của một con mèo mà không bị hỏng. Cái võng sẽ cân nặng chưa tới một mg, tương ứng với trọng lượng của một sợi râu mép của con mèo.

ĐỀ TÀI: PIN MẶT TRỜI HỮU CƠ TRÊN NỀN CARBON (GRAPHENE)

THÀNH VIÊN NHÓM :

1 Trần Kim Thịnh

2 Nguyễn Hùng Nhân

3 Phan Trung Kiên

4 Nguyễn Long

5 Phạm Hữu Ba

MỤC LỤC:

1 Lịch sử, quá trình phát triển của pin mặt trời

2 Khái niệm pin mặt trời

3 Tính chất điện, nhiệt, phương pháp đánh giá Graphene

4 Phương pháp tổng hợp Graphene,

pin mặt trời trên nền Graphene

5 Ứng dụng của pin mặt trời

CHƯƠNG 1 LỊCH SỬ QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA PIN MẶT TRỜI

Năm 1839

Hiệu ứng quang điện được phát hiện đầu tiên bởi nhà vật lý Pháp

Alexander Edmond Becquerel

Năm 1883

Charles Fritz thành công trong việc chuyển hóa năng lượng mặt trời thành năng lượng điện

là cột mốc quan trọng trong lịch sử phát triển và ứng dụng năng lượng mặt trời của nhân loại

CHƯƠNG 2

KHÁI NIỆM PIN MẶT TRỜI

Pin mặt trời (tế bào quang điện)

Thiết bị chuyển đổi quang năng thành điện năng, có vai trò như 1 “máy bơm” electron ra mạch điện

ngoài

Nguyên lí hoạt động

Quang tử kích thích điện tử hình thành nên exiton

Sau đó"đánh bật" và nâng electron lên dải dẫn điện để lại lỗ trống

ở dải hóa trị

CẤU TẠO

Gồm 4 phần cơ bản : Lớp nền, Điện cực,

lớp hoạt quang và các lớp đệm

Làm bằng nhựa hay thủy tinh, là giá đỡ cho tấm pin

Lớp nền (Substrate)

Lớp anod phải trong suốt, có rào thế giữa lớp anod và lớp

polymer tiếp xúc nhỏ

Lớp Katod có thể phản xạ ánh sáng, thường làm bằng KL

chống oxi hóa tốt

Lớp cực (gồm Anod và Katod)

Là nơi hạt tải có độ linh động cao nên chúng phải có độ dày thích hợp để đảm bảo exciton không bị dập tắt Là chất vô cơ (pin vô cơ) hoặc chất hữu cơ (pin hữu cơ)

Lớp hoạt quang (active layer)

Được thêm vào tế bào quang điện nhằm cải thiện hiệu suất

dẫn điện tử cũng như hiệu suất hấp thụ của pin

Nguồn : http://www.uv.es/bohenk/research.html

Các lớp đệm

CHƯƠNG 3 MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA GRAPHENE, PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ GRAPHENE

Graphene là một lớp carbon hợp thành một mạng hình lục giác (kiểu tổ ong), với khoảng cách carbon-carbon là 0,142 nm

Là một chất liệu hoàn toàn mới

Đây là một chất liệu hoàn toàn mới,

nó không những mỏng nhất mà còn bền nhất

Là một chất dẫn điện tốt

Là một chất dẫn nhiệt, nó dẫn nhiệt tốt hơn mọi chất liệu đã biết khác

Nó hầu như hoàn toàn trong suốt

Giới thiệu chung:

2/ Tính trong suốt quang học của graphene

Bề dày của graphene là rất mỏng chỉ bằng kích thước của nguyên

tử, vì thế graphene hầu như trong suốt, nó hấp thụ chỉ 2,3% cường

độ ánh sáng, độc lập với bước sóng trong vùng quang học

Con số này được tính bởi pa, trong đó a là hằng số cấu trúc tinh tế,

p là động lượng

3/ Sức bền của graphene

Thí Nghiệm nhỏ

Trong cái võng 1m2 của chúng ta mắc giữa hai cái cây, bạn có thể đặt một gia trọng xấp xỉ 4kg trước khi nó bị rách vỡ Như vậy, người ta có thể chế tạo một cái võng hầu như vô hình từ graphene có thể chịu sức nặng của một con mèo mà không bị hỏng Cái võng sẽ cân nặng chưa tới một mg, tương ứng với trọng lượng của một sợi râu mép của con mèo

Ngay cả khi được khâu lại với nhau từ những miếng nhỏ hơn nhiều, những tấm lớn graphene vẫn giữ được phần lớn cơ tính của chúng

Độ dẫn điện của graphene

Graphene không có vùng cấm Vì vậy khả năng dẫn điện của graphene rất tốt

T a có độ dẫn khối là 0,96.10 -6 W -1 m -1 cho graphene Giá trị này có phần cao hơn độ dẫn của đồng là 0,60 10 -6 W -1 m -1 Từ đó cho thấy graphene dẫn điện còn tốt hơn đồng

Tổn hao khi dẫn nhiệt của graphene là rất

ít

Độ dẫn nhiệt của graphene

Sự dẫn nhiệt của graphene phụ thuộc mạnh vào thành phần

đồng vị của chất liệu này Đó là kết luận của các nhà nghiên cứu

ở Mĩ và Trung Quốc

Sự dẫn nhiệt của graphene bị chi phối bởi các phonon

và đã được đo xấp xỉ là 5000 Wm -1 K -1

Đồng ở nhiệt độ phòng có độ dẫn nhiệt 401 Wm -1 K -1

Như thế, graphene dẫn nhiệt tốt hơn đồng 10 lần

Phương pháp đánh giá graphene

Graphene là một vật liệu thần kỳ, khả dĩ nó có những đặt tính

như vậy là do 2 yếu tố:

Thứ nhất, mỗi nguyên tử carbon bị vây quanh bởi sáu nguyên tử khác trong một mạng lưới tổ ong có độ bền cao, với các nguyên

tử bị khóa chắc tại chỗ bởi những liên kết cộng hóa trị rất mạnh

Thứ hai: do có cấu trúc hai chiều, cực kì đơn giản của nó để lại ít khoảng trống cho các khuyết tật xuất hiện trong mạng

Nguồn tài liệu chương III

360.thuvienvatly.com

vietsciences.com

Science.com

CHƯƠNG 4

PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP GRAPHENE VÀ PIN MẶT TRỜI

TRÊN NỀN CARBON (GRAPHENE)

CHƯƠNG 5

ỨNG DỤNG CỦA PIN MẶT TRỜI

Hiện nay, trên thế giới cũng như ở nước ta, nhu cầu sử dụng năng lượng ngày càng tăng Nguồn năng lượng hóa thạch gây ô nhiễm môi trường và dần cạn kiệt đòi hỏi nhu

cầu tìm kiếm nguồn năng lượng mới

TRONG ĐỜI SỐNGTRTR TRONG ĐỜI SỐNG

Ô tô chạy bằng năng lượng mặt trời

TRONG ĐỜI SỐNGTRTR TRONG ĐỜI SỐNG

Đèn giao thông tự xạc pin khi cần thiết

TRONG ĐỜI SỐNGTRTR TRONG ĐỜI SỐNG

Máy bay mặt trời không cần nghỉ để nạp xăng, dầu

TRONG ĐỜI SỐNGTRTR TRONG ĐỜI SỐNG

Thuyền năng lượng mặt trời

TRONG CÔNG NGHIỆP

Nhà máy điện mặt trời – nguồn cung cấp năng lượng vô hạn

TRONG KHOA HỌC – KĨ THUẬT – CÔNG NGHỆ

Vệ tinh dùng năng lượng cung cấp từ mặt trời

TRONG KHOA HỌC – KĨ THUẬT – CÔNG NGHỆ

Dụng cụ xạc pin cho điện thoại, laptop siêu tiện lợi

TRONG KHOA HỌC – KĨ THUẬT – CÔNG NGHỆ

Nón bảo hộ tích hợp đa chức năng

( xạc pin, bluetooth, kết nối )

THE END THANK YOU FOR YOUR ATTENTION