DIỄN ĐÀN HÓA HỌC _ ĐẠI HỌC TRÀ VINH

Diễn đàn Hóa Học sinh viên Trường Đại Học Trà vinh.
 
IndexIndex  CalendarCalendar  Trợ giúpTrợ giúp  Tìm kiếmTìm kiếm  Thành viênThành viên  NhómNhóm  Đăng kýĐăng ký  Đăng NhậpĐăng Nhập  

Share | 
 

 Các loại vật liệu hữu cơ dùng trong pin mặt trời

Xem chủ đề cũ hơn Xem chủ đề mới hơn Go down 
Tác giảThông điệp
langthang
Đại Tướng
Đại Tướng


Tổng số bài gửi : 173
Join date : 03/12/2010
Đến từ : Miền Đất Chết

Bài gửiTiêu đề: Các loại vật liệu hữu cơ dùng trong pin mặt trời    Thu Dec 16, 2010 10:13 pm

Các loại vật liệu hữu cơ dùng trong pin mặt trời

Pin mặt trời đang là một xu hướng năng lượng sạch trong tương lai không xa mà thế giới đang hướng tới. Để có thể triển khai rộng rãi kiểu năng lượng mới này, đòi hỏi một công nghệ mới nhằm giảm chi phí sản xuất, hạ giá thành sản phẩm. Nếu như pin mặt trời vô cơ cho hiệu suất khá cao nhưng lại gặp phải một số thách thức như công nghệ sản xuất phức tạp, dẫn đến giá thành pin cao, thì pin mặt trời dựa trên vật liệu hữu cơ lại giải quyết được vấn đề đó.
Theo Petritsch, dựa vào tính chất cơ học và quá trình xử lý, các vật liệu bán dẫn hữu cơ dùng cho pin mặt trời có thể chia thành 3 loại chính: các chất không hòa tan, các chất hòa tan và tinh thể dạng lỏng. Dựa vào cấu trúc phân tử thì chúng còn được phân loại cụ thể hơn thành: oligome, monome, polyme. Các oligome và monome mà hấp thụ ánh sáng khả kiến còn được gọi là các chromophore, những chất có khả năng hòa tan được gọi dye (chất màu), còn không hòa tan được gọi là pigment.

Hình 1: Sự phân loại bán dẫn hữu cơ theo tính chất cơ học và tính chất quá trình xử lý chúng

1. Pigment

Hình 2 là các ví dụ tiêu biểu về các pigment quang điện. Trong đó perylen, axit perylentetracacboxylic diimit, phtalocyanin hoặc phtalocyanin kim loại, tạo cấu trúc khung cho nhiều phân tử được dùng trong pin mặt trời trên cơ sở chất màu gần đây. Fulleren (C60) và pentacen không tan trong hầu hết các dung môi, nên cũng được xem như là các pigment.

Hình 2: Cấu trúc phân tử của các pigment được dùng cho pin mặt trời có hiệu suất cao.

2. Dye
Để tạo các pin mặt trời dựa trên pigment yêu cầu phải lắng đọng các lớp hữu cơ bằng phương pháp hóa hơi chân không. Đây là phương pháp mất nhiều thời gian và phức tạp, đồng thời cũng không thể triển khai sản xuất với lượng nguyên liệu lớn trên bề mặt lớn.
Thật may mắn rằng, có thể tổng hợp các pigment có khả năng hòa tan bằng cách thêm các mạch nhánh thích hợp vào phân tử, như đối với axit perylentetracacboxylic diimit và phtalocyanin. Cách này cũng hòa tan được các dẫn xuất fulleren như PCBM (hình 3).

Hình 3: Một số polyme liên hợp phổ biến và các đại phân tử được dùng trong pin mặt trời hữu cơ

3. Polyme
Tùy thuộc vào cấu trúc phân tử mà các polyme về có thể tan, không tan hay tinh thể lỏng, và đóng vai trò là chất cho hoặc nhận điện tử trong pin mặt trời. Hình 3 là cấu trúc phân tử của một số polyme bán dẫn. Trong đó, fulleren có vai trò là chất nhận điện tử và dẫn xuất PCBM có khả năng hòa tan, được dùng nhiều trong chế tạo pin mặt trời.
4. Tinh thể lỏng (liquid crystals)
Các tinh thể lỏng chỉ mới xuất hiện gần đây như một loại vật liệu dùng cho pin mặt trời hữu cơ. Với loại này, các phần tử mang điện có độ linh động cao và độ dài khuyếch tán exciton lớn, điều này rất thuận lợi cho hoạt động của pin. Ở một khoảng nhiệt độ nào đó, tinh thể lỏng này có những tính chất nằm giữa chất rắn và chất lỏng. Các phân tử tinh thể lỏng có xu hướng sắp xếp theo một cấu trúc có trật tự giống như các tinh thể rắn nhưng lại có tính chất cơ học của chất lỏng.

Hình 4: a. Cấu trúc phân tử của hexabenzocorone đã thế hexaphenyl (HBC-Ph12); b. Tồn tại ở tinh thể lỏng, phân tử HBC-PhC12 có dạng hình đĩa tự xếp thành cấu trúc cột

Schmidt-Menden et al (2001) đã dùng hexabenzocorone đã thế hexaphenyl (HBC – PhC12) dạng tinh thể lỏng để tạo màng kép trong pin mặt trời, nó đóng vai trò là chất cho điện tử và dẫn xuất axit perylene dicacboxylic diimit như là chất nhận điện tử. Ông đã tạo được pin có hiệu suất lượng tử (EQE) khá cao, trên 34% ở bước sóng ánh sáng 490nm. HBC-PhC12 có cấu trúc dạng đĩa. Ở nhiệt độ phòng, tồn tại ở pha tinh thể lỏng, các phân tử tự sắp xếp thành dạng cột (hình 4).
Nói chung, vật liệu hữu cơ đang có được sự quan tâm lớn lao của các nhà khoa học và những tập đoàn sản xuất lớn. Một khi, hiệu suất và tuổi thọ của pin mặt trời làm trên loại vật liệu này tăng thêm 1-2% chắc chắn nó sẽ thay thế vật liệu Si đắt đỏ trong một tương lai không xa.
Về Đầu Trang Go down
Xem lý lịch thành viên
 
Các loại vật liệu hữu cơ dùng trong pin mặt trời
Xem chủ đề cũ hơn Xem chủ đề mới hơn Về Đầu Trang 
Trang 1 trong tổng số 1 trang
 Similar topics
-
» làm sao dò thuanviet trong dth
» cách lắp đặp camera quan sát
» "Bệnh" của Remote...cần được giúp đỡ.
» ABS-5 hôm qua (08.12.2010) lại "ra đi" một số kênh
» đầu thu vệ tinh tandberg tt1260

Permissions in this forum:Bạn không có quyền trả lời bài viết
DIỄN ĐÀN HÓA HỌC _ ĐẠI HỌC TRÀ VINH :: PROJECT TO GRADUATE DA07HH :: Solar Cell-
Chuyển đến