ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
TỔNG HỢP VÀ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT QUANG
ĐIỆN CỦA PIN MẶT TRỜI CHẤM LƯỢNG TỬ
-CHẤT MÀU NHẠY QUANG (QDS-DSC)
Học viên: Huỳnh Lê Thùy Trang
CBHD: TS. Lâm Quang Vinh
PGS. TS. Dương Ái Phương
I. GIỚI THIỆU
II.LÝ THUYẾT TỔNG QUAN
III.KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
1. CHẤM LƯỢNG TỬ CdSe
2. MÀNG TiO
2
–CdSe (Anode)
3. GHÉP VÀ ĐO TÍNH NĂNG PIN
IV. KẾT LUẬN VÀ ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN
S + hυ → S*
S* → S
+
+ e (đến lớp TiO
2
)
3I
-
+2S
+
→ 2S + I
-
3


☻Tổng hợp thành công và nghiên cứu tính chất quang chấm lượng
tử CdSe.
☻Ghép pin và đo đặc trưng dòng, thế của pin.
☻Chế tạo và nghiên cứu tính chất quang của màng TiO
2
–CdSe
(anode quang)
II. LÝ THUYẾT TỔNG QUAN
Hiệu ứng suy giảm lượng tử
Vật liệu E
g
(eV)
λ(nm)
a
B
(nm) E
b
(meV)
CdS 2.42 512 2.8 29
CdSe 1.74 712 5.4 16
GaN 3.42 360 2.8
GaP 2.26 550 10-6.5 13-20
Theo lý thuyết của Kayanuma, trong vùng
suy giảm lượng tử mạnh (R< 2a
B
), ta có thể
tính kích thước hạt:
Bán kính Bohr của một số chất bán dẫn
1. Kết quả và thảo luận về chấm lượng tử CdSe
III. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN

g
(d)(eV) 3.43 3.24 2.82 2.79 2.78 2.73 2.62 2.56
R(nm) 1.32 1.28 1.65 1.67 1.68 1.72 1.82 1.89
Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ R(Cd/Se)

Phổ hấp thụ UV-Vis của dung dịch nano CdSe
-Kích thước hạt tăng theo tỷ lệ phản
ứng giữa Cd
2+
và Se
2-
-Độ rộng vùng cấm bị mở rộng hơn
so với vật liệu khối (1.74eV)
Hiệu ứng suy giảm lượng tử
Kết luận: Từ phổ UV-Vis bước
đầu khẳng định sự hình thành
chấm lượng tử CdSe.
-Điều khiển tỷ lệ chất bao và tỷ
lệ Cd/Se để đạt kích thước
mong muốn.
1. Kết quả và thảo luận về chấm lượng tử CdSe
Phổ hấp thụ và phổ quang phát quang của các
dung dịch CdSe cùng tỷ lệ R(Cd/Se) , khác
nhau về tỷ lệ chất baoM
Phổ quang phát quang (PL)
☻Kích thước hạt giảm (ứng với tỷ lệ
chất bao M tăng) , các đỉnh phát quang
dịch về phía xanh do hiệu ứng suy
giảm lượng tử.
☻Vạch phổ mở rộng và bị dịch chuyển

và với sự thay đổi nhiệt độ nó sẽ chuyển dần sang
cấu trúc pha dạng wurtzite.
♪ Kích thước hạt tăng dần theo nhiệt độ cũng như
theo pha cấu trúc tinh thể.
1. Kết quả và thảo luận về chấm lượng tử CdSe
Có sự dịch chuyển các đỉnh
dao động quang 1LO và 2LO
so với vật liệu khối (1LO ở
210cm
-1
và 2LO ở 413cm
-1

KẾT LUẬN:
CHẤM LƯỢNG TỬ CdSe ĐÃ HÌNH THÀNH
Ảnh TEM của mẫu bột CdSe
Hạt dạng hình cầu,
kích thước 3nm phù
hợp với tính toán lý
thuyết từ phổ UV-Vis
và phổ XRD
1. Kết quả và thảo luận về chấm lượng tử CdSe
2. Kết quả và thảo luận: màng TiO
2
–CdSe (anode quang)
Phương pháp in lụa
Hệ keo TiO
2
được cung cấp bởi phòng thí
nghiệm điện hóa trường đại học Khoa Học Tự

Phổ hấp thụ UV-Vis của màng TiO
2
-
CdSe xử lý nhiệt ở các nhiệt độ khác
nhau trong môi trường chân không
☻Thời gian ngâm 20h, màng có độ hấp
thụ cao nhất
♠ Xử lý nhiệt độ càng cao bờ hấp thụ càng
mở rộng về phía đỏ do kích thước hạt tăng
theo nhiệt độ
Bước đầu cho thấy chấm lượng tử CdSe đã hấp thụ lên TiO
2

Quá trình xử lý nhiệt làm bờ hấp thụ mở rộng hơn, hấp thụ
toàn bộ vùng ánh sáng khả kiến
2. Kết quả và thảo luận: màng TiO
2
-CdSe
Ảnh FE-SEM của màng TiO
2
/thủy tinh
Ảnh FE-SEM của màng TiO
2
-CdSe/thủy tinh
☻Bề mặt TiO
2
có cấu trúc xốp, kích thước hạt tương đối đồng
đều.
☻Màng TiO
2

cấu trúc pha anatase và
các mode dao động 1LO (205 cm
-1
) và 2LO
(410cm
-1
) của tinh thể CdSe. ♠Mẫu xử lý
300
0
C có đỉnh ở 280 cm
-1
do dao động của các
phối tử của CdS
x
Se
1-x
2. Kết quả và thảo luận: màng TiO
2
-CdSe
Phổ quang phát quang của màng TiO
2
-CdSe
☻ Khi không có mặt TiO
2
:
CdSe + hυ → CdSe(h
+
+ e
-
).

Quá trình “bơm” điện tử từ CdSe sang TiO
2
Điện tử dịch chuyển thành công từ
CdSe sang TiO
2
Kết quả này cũng phù hợp với một
số tác giả như: nhóm tác giả
Anusorn , Ấn Độ (2008)[6]; hoặc
nhóm tác giả Liping Liu, ĐH
California (2009) [29]
2. Kết quả và thảo luận màng TiO
2
–CdSe (anode quang)
KẾT LUẬN VỀ MÀNG TiO
2
-CdSe
♣ Bằng phương pháp ngâm trực tiếp màng TiO
2
trong dd nano CdSe 20h cho thấy
chấm lượng tử CdSe đã gắn kết được với mạng lưới của TiO
2
♣ Quá trình xử lý nhiệt làm bờ hấp thụ dịch về phía đỏ, hấp thu toàn bộ vùng
ánh sáng khả kiến
♣Chấm lượng tử sau khi hấp thụ ánh sáng đã bơm điện tử thành công qua TiO
2
Pin I
SC
(mA/cm
-1
) V

♫ Phản ứng tạo dòng tối cao
♫ Các tác nhân hữu cơ vẫn còn bám trên
bề mặt làm điện trở tăng cao cản trở
dòng điện.
♫ Công nghệ chế tạo dựa trên nguyên
liệu tự sản xuất, chưa hoàn chỉnh thông
số, không có phòng sạch ….
PMT của chúng tôi vẫn có
nhiều tiềm năng phát triển
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
☻Chúng tôi đã chế tạo thành công chấm lượng tử CdSe bằng phương pháp
colloide và điều khiển kích thước hạt theo nồng độ chất bao và tỷ lệ Cd/Se
☻Đã chế tạo thành công màng TiO
2
bằng phương pháp in lụa và màng TiO
2
-CdSe
bằng phương pháp ngâm trong dung dịch nano CdSe .Khảo sát các tính chất của màng,
cho thấy có sự hấp thụ của CdSe lên TiO
2
, khẳng định được quá trình chuyển điện tích
từ vùng dẫn CdSe sang vùng dẫn TiO
2
, điều này rất quan trọng trong việc ứng dụng
làm pin mặt trời chấm lượng tử nhạy quang .
☻ Chúng tôi đã tạo pin mặt trời chấm lượng tử nhạy quang và đo tính năng của pin.
♣Khảo sát các phương pháp hữu hiệu hơn để có thể hấp thụ chấm lượng tử CdSe lên màng TiO
2
.
♣Khảo sát ảnh hưởng của kích thước, nhiệt độ xử lý chất nhạy quang-chấm lượng tử CdSe lên