pin mặt trời trên cơ sở tio2

Chất xúc tác quang là chất làm tăng tốc độ phản ứng quang hoá. Khi được chiếu sáng đẩy nhanh tốc độ phản ứng quang hoá, qui trình giống như phản ứng oxy hoákhử và các phân tử ở dạng chuyển tiếp có khả năng oxy hoá khử mạnh Hạt mang điện linh động có thể được tạo ra bằng 3 cơ chế khác nhau: kích thích nhiệt, kích thích quang và quá trình pha tạp chất

1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU

BỘ MÔN CƠ SỞ KHOA HỌC VẬT LIỆU

PIN MẶT TRỜI TRÊN CƠ SỞ TI02

GVHD: TS Lê Văn Thăng

Các dạng năng lượng

• Dầu mỏ,khí đốt , than đá, uranium…cạn kiệt, gây ô nhiễm

• Năng lượng hạt nhân….nguy hiểm

• Điện gió , điện Mặt trời , điện thủy triều, năng lượng sinh học….năng lượng tái tạo

 Năng lượng mặt trời : Hữu ích, lớn nhất, miễn phí….v…v

• Pin mặt trời Silic

• Pin mặt trời hữu

1 Tính chất lý-hóa của Ti02:

• 1.1: Tính chất hóa học của Ti02:

1 Tính chất lý-hóa của Ti02:

- Tồn tại chủ yếu trong hợp kim

(với Fe), trong khoáng chất và

trong các quặng đồng

Tinh thể Ti02

(hoahocngaynay.com)

Ti02 tồn tại ở 3 dạng cơ bản

Cấu trúc pha tinh thể Brookite

(Luận văn thạc sĩ của tiến sĩ Lâm Quang Vinh và Huỳnh Chí Cường-

www.mientayvn.com)

Pha Chiết suất Khối lượng riêng (g.cm 3 ) Cấu trúc tinh thể

tiếp có khả năng oxy hoá -khử mạnh

• Hạt mang điện linh động có thể được tạo ra

bằng 3 cơ chế khác nhau: kích thích nhiệt,

kích thích quang và quá trình pha tạp chất

Hai yếu tố quyết định tính năng quang xúc

tác của màng

Diện tích bề mặt hiệu dụng Bậc tinh thể

(hoahocngaynay.com)

IV/ Cấu tạo pin mặt trời chất nhạy

DSC

• Có hai loại oxit dẫn điện trong suốt (TCO)

thường dùng là FTO (Fluorinedoped tin oxide) hoặc ITO (Indium-doped tin oxide)

3 Chất màu nhạy quang:

đa phối tử chứa nhóm

polypyridin của các kim

loại Fe, Os, Ru

Hoahocngaynay.com

4 Hệ điện ly:

• Hệ điện ly cần chứa cặp oxi hóa khử (gọi là mediator) giúp chuyển điện tích giữa anod và catod, đồng thời tham gia vào quá trình trao đổi điện tử trên catod

Hệ điện ly tốt cho pin :

1.chuyển điện tích giữa điện cực TiO2 và điện cực đối Pt nhanh

2.tái tạo nhanh chất màu nhạy quang từ trạng

thái oxi hóa, bảo vệ được bề mặt TiO2

3.hạn chế phản ứng dòng tối giữa I3-các điện tử được tiêm trên bề mặt TiO2

5 Vật liệu dán pin

• Rất cần thiết cho việc giữ chất điện ly nằm

giữa hai điện cực và ngăn ngừa sự rò rỉ và bay hơi của chất điện ly

Google.com.vn

surlyn copolymer

Thuvienvatly.com – các tấm pin mặt trời hoạt động như thế nào

IV Nguyên lý hoạt động

Nguyên lý hoạt động của DSC

Sơ đồ các quá trình chuyển đổi trạng thái năng lượng trong DSC

(Thuvienvatly.com – các tấm pin mặt trời hoạt động như thế nào )

Thời gian sống và độ bền nhiệt của

DSC

• Pin hiệu suất thấp: 8300 giờ ( 200C)

• Pin hiệu suất cao : 7000 giờ ( 350C)

Giannangluong.com

Tailieu.vn

Cải thiện tính năng hoạt động của DSC

1 Tối ưu hóa màng Ti02:

a Xử lý anod bằng TiCl4

b Sử dụng thêm lớp tán xạ ánh sáng

Luanvanthacsihoahoc-TranMinhHai-Truong DHKHTN

2 Giảm dòng tối:

a Thay đổi diện tích bề mặt Ti02

b Làm giảm sự kết hợp , tăng thời gian sống

của điện tử

c Tạo phức bền với các tiểu phân oxi hóa trong

hệ điện ly

Các chất đồng hấp phụ :TBP, hexadecylmalonic axit, 4-guanidinobutyric, muôi guanidinium

Luanvanthacsihoahoc-TranMinhHai-Truong DHKHTN

3 Cải tiến liên quan đến chất nhạy quang

Luanvanthacsihoahoc-TranMinhHai-Truong DHKHTN

NguyenTaiLuong-DHBKHN

Luanvantotnghiep-2 Ứng dụng

Tích hợp vào thiết bị

Baotintuc.vn

Nguồn điện di động

Baotintuc.vn

Nguồn điện cho tòa nhà

Vnexpress.net-khoahoc

Nhà máy điện mặt trời

Khoahoc.com.vn

• b/ Nhược điểm:

• -Hiệu suất chuyển hóa năng lượng thấp

(khoảng 10%) so với pin mặt trời silic

• -Tuồi thọ pin DSC thấp khoảng một nửa so với pin mặt trời silic

• Vật liệu không thể thay thế TiO 2

• -Không bị ăn mòn quang học khi bị chiếu sáng trong môi trường điện ly

• -Không độc hại,rẻ tiền,dễ kiếm

• -Bề mặt xốp khổng lồ

VI/ Tài liệu tham khảo

• Luận văn thạc sĩ của tiến sĩ Lâm Quang Vinh và Huỳnh Chí Cường

Cám ơn thầy và các bạn đã lắng nghe