Vật liệu ứng dụng trong pin năng lượng mặt trời

Một trong những cách để tận dụng nguồn năng lượng này là dùng pin năng lượng mặt trời... Công nghệ đang được phát triển, Pin năng lượng mặt trời Hữu cơ OSC Lợi ích triển vọng của loạ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN KỸ THUẬT HÓA HỌC

Đề tài: vật liệu trong sản xuất pin năng lượng mặt

trời.

Giảng viên hướng dẫn: Trịnh Xuân Anh

Sinh viên thực hiên: Trần Ngọc Ánh

Có thể bạn

đã biết?

$

∞

Q

Q: nhiệt trái đất nhận được

Một trong những cách để tận dụng nguồn năng lượng này

là dùng pin năng lượng mặt trời

Lí do nên dùng

Pin năng lượng

mặt trời

Bảo vệ môi trường

Vô tận

Tiện dụng

Các nhà máy điện sạch hơn

Pin năng lượng mặt trời hoạt động như thế nào?

Đây là một pin

năng lượng vô

cơ phổ biến

thường gặp hiện

nay

1 Vật liệu chính cấu tạo trong các pin này là Si

Si có 4e lớp ngoài cùng

• Si trộn với nguyên tử nhóm 3A như Al hay Ga tạo thành chất bán dẫn loại P

• Si trộn với nguyên tử nhóm 4A như P hay As tạo thành chất bán dẫn loại N

2 Nhận Xét: Nhưng những pin năng lượng loại này cho hiệu suất thấp, giá thành đắt đỏ, công nghệ sản xuất pin phức tạp, quá trình lắp đặt và thiết kế tốn công sức

Công nghệ đang

được phát triển, Pin

năng lượng mặt trời

Hữu cơ (OSC)

Lợi ích triển

vọng của

loại pin này

Công nghệ đơn giản Tính mềm dẻo trong suốt

Dễ biến tính, có độ linh

động cao Nhẹ và giá thành thấp

OSC: Ogarnic Solar Cell

(pin năng lượng mặt trời hữu cơ)

Phân loại OSC

Pin mặt trời dạng

keo nước-lá nhân

tạo

Pin năng lượng mặt trời nhạy cảm chất

màu

Pin năng lượng mặt trời nhạy cảm chất màu

(DSSC)

Lớp mỏng chất màu nhạy quang

dính tráng phủ bề mặt các Ti

Oxit vô cơ:Ti

lớp mỏng chất dẫn điện

trong suốt, đóng vai trò

anôt làm bằng oxyt thiếc

pha tạp fluo (SnO2: F) Lớp

này phủ lên tấm thuỷ tinh

trong suốt

vì nhiều lí do, hiệu suất của loại pin này chỉ vào cỡ 11% thấp hơn hiệu suất của pin Mặt trời silic (12 - 15%) Tuy nhiên ưu điểm rõ rệt của loại pin này là:

- Vật liệu chế tạo rẻ, dễ kiếm Đặc biệt TiO2 là chất bột trắng hay dùng

để làm sơn trắng rất phổ biến

- Kỹ thuật chế tạo đơn giản, không phải cần máy móc cao cấp đắt tiền như ở trường hợp pin Mặt trời silic Thậm chí có thể làm pin mặt trời kiểu này theo cách thủ công

- Dễ dàng cải tiến nhiều khâu kỹ thuật, nhất là ứng dụng công nghệ nano để làm bột TiO2 có diện tích mặt ngoài cực lớn Nhược điểm của loại pin này là có chứa chất lỏng phải có các biện pháp chống rò rỉ khi dùng lâu (Loại pin này tuổi thọ là 10 năm, bằng một nửa tuổi thọ của pin Mặt trời silic)

Hiện nay đã có nhiều cải tiến đối với chất màu nhạy quang làm cho ánh sáng thuộc nhiều bước sóng trong phổ ánh sáng Mặt trời đều dễ dàng bị hấp thụ để kích thích làm thoát điện tử tạo ra dòng điện Nhờ

đó, khác với pin Mặt trời silic, loại pin Mặt trời mới này vẫn hoạt động tốt khi nắng yếu, đặc biệt là hoạt động với ánh sáng trong nhà

Pin mặt trời dạng keo nước-lá nhân tạo

(DAOSC)

Pin mặt trời dạng keo nước còn được

gọi là Lá nhân tạo Đây là loại Pin mặt

trời có thể uốn cong, có thành phần là

keo nước chứa các phân tử nhạy sáng

kết hợp với các điện cực phủ chất liệu

cacbon, như ống nano cacbon hoặc

than chì Các phân tử nhạy sáng trở nên

“kích động” khi ánh sáng mặt trời

chiếu vào và sản sinh ra điện năng; cơ

chế này tương tự như cơ chế kích thích

tổng hợp đường để sinh trưởng của

phân tử thực vật.

một tập hợp gồm những đĩa nano graphene đang hấp thụ ánh sáng

Cacbon một vật liệu rẻ hơn

các vật liệu từng biết đến ứng

dụng trong sản xuất pin năng

lượng mặt trời vì nó phổ biến

trên trái đất Mặt khác các

ống nano carbon có tính dẫn

điện, khả năng hấp thụ ánh

sáng mạnh và bền Lớp

graphene được cấu trúc thành

một ma trận tuần hoàn của

những đĩa nano Cấu trúc này

hấp thụ ánh sáng bằng cách

giam giữ nó trong những

vùng nhỏ hơn hàng trăm lần

so với bước sóng của ánh

sáng Việc giam giữ thực hiện

được bằng cách khai thác các

plasmon xảy ra bên trong

từng cấu trúc đĩa nano

Một số hướng phát

triển đề ra

Tích hợp Pin Mặt Trời trên

các Tuabin gió

Tập Trung cải thiện công nghệ pin ở Việt Nam (như thực trạng đã nêu ra ở phần

đầu)

Title Here

Optional subtitle here

1 Tạp chí Physical review letters

2 Pinmattroi.com

Tài

liệu

tham

khảo

Cảm ơn thầy và các bạn đã

lắng nghe phần tìm hiểu

của em về vật liệu mới ứng

dụng trong chế tạo Pin

năng lượng mặt trời!