Giới thiệu về vật liệu nano & công nghệ nano

Về hình dáng vật liệu, người ta phân ra thành các loại sau: Vật liệu nano không chiều đám nano, hạt nano Vật liệu nano một chiều dây nano, ống nano Vật liệu nano hai chiều màng mỏng Ngo

SVTH: Lê Thị Thùy Dung

Nguyễn Thị Định Nguyễn Văn Hướng

Lê Vũ Lâm Hoàng Thị Thúy Nga

GIỚI THIỆU VỀ VẬT LIỆU NANO

& CÔNG NGHỆ NANO

* MỘT SỐ THÔNG TIN CẦN

THIẾT

*Tài liệu công nghệ nano: http://

mientayvn.com/Cao%20hoc%20quang%20dien%20tu/Semina%20tre n%20lop/seminar.html

*https://

drive.google.com/folderview?id=0B2JJJMzJbJcwajNXZWpzdGRTb1 MtRXdRN0hrZFhiQQ&usp=sharing

NỘI DUNG

1 • Vật liệu nano và ứng dụng

2 • Công nghệ nano và ứng dụng

3 • Tổng quan về pin mặt trời

4 • Pin mặt trời chất màu nhạy sáng

Vật liệu nano và ứng dụng

Vật liệu nano là loại vật liệu  trong đó ít nhất một chiều

có kích thước nanomet

Về hình dáng vật liệu, người ta phân ra thành các loại sau:

Vật liệu nano không chiều (đám nano, hạt nano)

Vật liệu nano một chiều (dây nano, ống nano )

Vật liệu nano hai chiều (màng mỏng)

Ngoài ra còn có vật liệu có cấu trúc nano hay nanocomposite 

Về trạng thái của vật liệu, người ta phân chia thành ba

trạng thái rắn, lỏng và khí

Vật liệu nano và ứng dụng Một số ứng dụng tiêu biểu của vật liệu nano:

Vật liệu ngăn cách

Chế tạo máy Vật liệu thích nghi sinh học để cấy

vào cơ thể

Vật liệu nano và ứng dụng Một số ứng dụng tiêu biểu của vật liệu nano:

Ứng dụng làm màn hình Ứng dụng làm pin

Nam châm cực mạnh Ứng dụng trong động cơ ôtô, máy bay

Công nghệ nano và ứng dụng

Công nghệ nano (nanotechnology) là các thao tác của vật chất ở

cấp độ nguyên tử và phân tử

Là ngành công nghệ liên quan đến việc thiết kế, phân tích, chế tạo

và ứng dụng các cấu trúc, thiết bị và hệ thống bằng việc điều khiển hình dáng, kích thước trên quy mô nanomet (nm, 1 nm = 10−9 m)

Khái niệm:

Công nghệ nano được coi như một bước ngoặt của khoa học kỹ

thuật thế giới  là một trong những công nghệ tiên tiến bậc nhất

hiện nay và có rất nhiều ứng dụng trong y học, điện tử, may mặc, thực phẩm v.v  

Công nghệ nano và ứng dụng Công nghệ nano trong y học

 Các nhà khoa học nghiên

cứu một dự án nanorobot vô

cùng đặc biệt Với những

chú robot có kích thước siêu

nhỏ, có thể đi vào bên trong

cơ thể con người để đưa

thuốc điều trị đến những bộ

phận cần thiết

Việc cung cấp thuốc một

cách trực tiếp như vậy sẽ

làm tăng khả năng cũng như

hiệu quả điều trị

Công nghệ nano và ứng dụng

Công nghệ nano trong các đồ điện tử quanh chúng ta

Công nghệ nano cũng đóng góp

không nhỏ trong lĩnh vực điện tử,

đặc biệt là công nghệ năng lượng

Pin nano trong tương lai sẽ có cấu

tạo theo kiểu ống nanowhiskers

Cấu trúc ống này sẽ khiến các cực

của pin có diện tích bề mặt lớn hơn

rất nhiều lần, giúp nó lưu trữ được

nhiều điện năng hơn Trong khi

kích thước của viên pin sẽ ngày

càng được thu hẹp lại

Công nghệ nano và ứng dụng

 Công nghệ nano trong ứng dụng may mặc

Một ý tưởng vô cùng đặc biệt với

loại quần áo có khả năng diệt vi

khuẩn gây mùi hôi khó chịu trong

quần áo đã trở thành hiện thực với

việc áp dụng các hạt nano bạc

Công nghệ nano có thể biến chiếc

áo bạn đang mặc thành một trạm

phát điện di động Sử dụng các

nguồn năng lượng như gió, năng

lượng mặt trời và với công nghệ

nano bạn sẽ có thể sạc điện cho

chiếc smartphone của mình mọi

lúc mọi nơi. 

Công nghệ nano và ứng dụng

Công nghệ nano trong tự nhiên

Loài tắc kè trong dự án nghiên cứu một

thiết bị đi trên tường, mỗi ngón chân

của tắc kè được bao phủ bởi một lớp

lông có kích thước siêu nhỏ, giúp

Công nghệ nano và ứng dụng

Công nghệ nano trong chế tạo pin mặt trời

Trong tấm pin mặt trời này, các điện cực là

graphene - tấm carbon (một nguyên tử dày - và

ống nano carbon đơn vách mảnh hơn sợi tóc

10.000 lần). “Các ống nano carbon có tính dẫn

điện và khả năng hấp thụ ánh sáng mạnh”,

Có lẽ trong tương lai chúng ta có thể thấy các

pin mặt trời carbon thay thế các vật liệu đắt

tiền để tạo ra điện.

Công trình tạo chất màu cấu trúc Nano cảm ứng

ánh sáng ở bước sóng rộng 400 – 700 mm từ

chất màu diệp lục lá cây biến tính theo công

nghệ mô phỏng sinh học và chất màu tổng hợp,

có khả năng truyền điện tích

PMT làm hoàn toàn từ carbon

Hệ thống PMT DSSC

Tổng quan về pin mặt trời

Tổng quan về pin mặt trời

Năm 1873, Willoughby Smith đã phát

hiện ra tác động của ánh sáng lên Selen

Năm 1883, Charles Fritts đã tạo ra tấm

pin năng lượng mặt trời sơ khai đầu tiên

với Selen, hiệu suất chuyển đổi khoảng

6%

Năm 1905, Albert Einstein đã giải thích

được hiệu ứng quang điện, năm 1921

ông đã được nhận giải Nobel vật lý về

điều này

Năm 1946, Russel Ohl đã hiểu rõ nguyên lý hoạt động của Silic, ông là người đầu tiên tạo ta tấm pin năng lượng mặt trời giống như các pin được sử dụng ngày nay

Tổng quan về pin mặt trời

Cấu tạo của pin mặt trời cơ bản

Tổng quan về pin mặt trời

Nguyên lý hoạt động của pin mặt trời cơ bản

Hoạt động dựa vào hiện tượng quang điện trong

Tổng quan về pin mặt trời

Các thế hệ pin mặt trời Thế hệ thứ nhất

- Vật liệu Silicon (đơn tinh thể và đa

tinh thể)

- Chiếm khoảng 80 – 85% thị trường

pin mặt trời

- Hiệu suất chuyển đổi năng

lượng tối đa là 31% (lý thuyết) Đạt

được ở phòng thí nghiệm: 25% cho

đơn tinh thể 20,4% cho đa tinh thể

- Yêu cầu độ tinh khiết rất cao

Các thế hệ pin mặt trời

- PMT được chế tạo theo công nghệ

màng mỏng

- Các loại vật liệu tạo thành phong

phú hơn như silic đa vô định hình,

các loại hợp kim của CIGS

- Hiệu suất đạt khoảng 12-15%

Thấp hơn thế hệ thứ nhất

- Chi phí chế tạo ít tốn kém, lắp đặt

đơn giản hơn

Thế hệ thứ hai:

Các thế hệ pin mặt trời Thế hệ thứ ba

Đã và đang được nghiên cứu

Các thế hệ pin mặt trời Thế hệ thứ tư (pin mặt trời lai hóa)

- Được cấu tạo từ vật liệu hữu cơ

(P3HT - Poly(3-hexylthiophene))

kết hợp với bán dẫn tinh thể

- Hiệu suất chuyển đổi năng lượng

đã được cải thiện đáng kể và đạt

mức 43.5% vào tháng 10/2011

- Giá thành ở mức cao

Gây khó khăn cho quá trình

thương mại hóa và đưa vào sử dụng

trong thực tiễn đời sống

- Đang được nghiên cứu và cải thiện

* Cấu tạo pin DSSC

Pin mặt trời chất màu nhạy sáng (DSSC)

Vị trí vùng cấm của các chất bán dẫn khác nhau

Pin mặt trời chất màu nhạy sáng (DSSC)