Chia sẻ cho anh em Ket-noi đồ án miễn phí
Hàng độc
MỞ ĐẦU
Theo thông báo của Cơ quan Thông tin Năng lƣợng (EIA) của Bộ Năng lƣợng Mỹ
trong “Outlook Năng lƣợng Quốc tế” năm 2013 thì trong khoảng từ năm 2010 đến 2040
mức tiêu thụ năng lƣợng thế giới dự kiến tăng 56%.
Thật vậy, hiện nay nhân loại đang đối diện trƣớc ba “thách thức năng lƣợng” to lớn:
1) Sự cạn kiệt nhanh chóng các nguồn nhiên liệu hóa thạch
2) Sự biến đổi theo chiều hƣớng xấu của khí hậu toàn cầu
3) Nhu cầu sử dụng các dạng năng lƣợng ngày càng tăng
Các thách thức kể trên đều có nguyên nhân từ con ngƣời, mà trong đó nguyên nhân sự biến
đổi khí hậu chính là sự gia tăng nhanh khí nhà kính trong khí quyển (CO2) do nhiên liệu hóa
thạch bị đốt cháy [1],[2]–[4].
Có thể thấy rằng, vấn đề an ninh năng lƣợng đang trở nên nóng bỏng hơn bao giờ hết và
đây chính là vấn đề mang tính cấp thiết trong bối cảnh cả thế giới đứng trƣớc bài toán hết
sức khó khăn là tìm kiếm các nguồn năng lƣợng bền vững, thân thiện với môi trƣờng để
thay thế cho các nguồn năng lƣợng truyền thống đang dần cạn kiệt. Trong bối cảnh này,
việc nghiên cứu sử dụng các dạng năng lƣợng tái tạo đang nhận đƣợc sự quan tâm đặc biệt
của các nhà khoa học và nhiều quốc gia trên thế giới [4]–[9]. Theo trích dẫn báo cáo mới
nhất của IPCC [10] ƣớc tính: “Gần 80% nhu cầu tiêu thụ năng lƣợng trên thế giới có thể
đƣợc đáp ứng bằng năng lƣợng tái tạo vào giữa thế kỷ này nếu các chính phủ áp dụng hiệu
quả những chính sách khuyến khích sử dụng năng lƣợng sạch”. Báo cáo của IPCC cũng
cho biết, việc chuyển sang sử dụng các nguồn năng lƣợng sạch sẽ giúp giảm đáng kể lƣợng
khí thải gây hiệu ứng nhà kính - một trong những nguyên nhân hàng đầu làm biến đổi khí
hậu, dẫn tới sự gia tăng lũ lụt, hạn hán và mực nƣớc biển dâng.
Tại Việt Nam, năng lƣợng tái tạo cũng đƣợc sự quan tâm to lớn của Chính phủ. Tại hội
thảo quốc tế “Điện mặt trời công nghiệp: Từ sản xuất đến khai thác hiệu quả”, Phó thủ
tƣớng Hoàng Trung Hải đã khẳng định: “Năng lƣợng hiện nay đã trở thành vấn đề thời sự,
là yếu tố quan trọng quyết định đến sự ổn định và phát triển kinh tế - xã hội của quốc gia.
Trƣớc dự báo đến năm 2015 nƣớc ta sẽ bắt đầu phải nhập khẩu năng lƣợng thì bài toán
năng lƣợng càng trở lên quan trọng và cấp bách hơn bao giờ hết...", "việc phát triển nguồn
năng lƣợng mới, trong đó có điện mặt trời khi năng lƣợng hóa thạch đang dần cạn kiệt là
mục tiêu quan trọng...” và “việc phát triển điện mặt trời ở Việt Nam sẽ góp phần hoàn
thành mục tiêu sử dụng năng lƣợng tái tạo chƣơng trình điện khí hóa nông thôn của Chính
phủ”. Tất cả những điều trên cho thấy năng lƣợng tái tạo, đặc biệt là năng lƣợng mặt trời
đang nhận đƣợc sự quan tâm vô cùng to lớn của toàn xã hội và hy vọng có thể là đáp án
góp phần giải quyết vấn đề năng lƣợng cho con ngƣời trong tƣơng lai.
Có thể nói, năng lƣợng mặt trời bắt đầu phát triển và hiện nay đang trên đà trƣởng
thành, mặc dù giá thành vẫn còn đắt hơn nhiều so với các nguồn năng lƣợng truyền thống.
Rõ ràng là, để thực hiện một sự thay đổi quyết định trong việc nâng cao hiệu suất, giảm giá
thành và đa dạng hóa các ứng dụng, lĩnh vực năng lƣợng mặt trời cần đầu tƣ nhân lực,
công nghệ và tài chính đáng kể.
Nhiều chuyên gia trong lĩnh vực năng lƣợng mặt trời có cách nhìn rất lạc quan về tƣơng
lai của năng lƣợng mặt trời. Thực tế cho thấy, sự phát triển của pin mặt trời trong những
năm gần đây bắt đầu cạnh tranh với năng lƣợng gió và địa nhiệt. Nhiều đoán cho rằng,
công suất năng lƣợng mặt trời toàn cầu có thể đạt 400800 GW sớm nhất là năm 2020. Và
đến năm 2050, công suất năng lƣợng mặt trời toàn cầu có thể đạt 8000 GW [6].
Hiện nay, châu Âu chiếm 75% thị phần pin mặt trời trên toàn cầu. Tuy nhiên, một số
chuyên gia tin rằng điều này sẽ thay đổi trƣớc năm 2020 với thị phần của châu Âu sẽ giảm
xuống dƣới 50% và phần còn lại sẽ do Trung Quốc, Nhật Bản, và các nƣớc châu Á khác
chi phối.
Một loạt các yếu tố đã góp phần giảm giá thành năng lƣợng mặt trời nhƣ: khả năng
lắng đọng các màng mỏng trên diện tích lớn, khả năng tự động hóa công nghệ, khả năng
tăng hiệu suất quang điện,… Ngoài ra, các chuyên gia đã đƣa ra các hƣớng sau đây để có
thể giảm giá thành điện mặt trời hơn nữa, đó là:
1) Tăng hiệu suất chuyển đổi quang điện các tế bào mặt trời. Cụ thể là với pin mặt trời
silicon hiệu suất quang điện phải đạt 20†24% và đối với các pin mặt trời màng mỏng
phải đạt 15% vào năm 2020.
2) Ứng dụng nhiều hơn và đa dạng hơn các pin mặt trời màng mỏng.
3) Đƣa vào ứng dụng các loại pin mặt trời trên cơ sở các vật liệu mới nhƣ pin mặt trời
nhuộm màu, pin mặt trời hữu cơ…v.v
4) Nghiên cứu sử dụng các vật liệu mới trong chế tạo pin mặt trời.
Nhƣ vậy có thể thấy, một trong các vấn đề thu hút sự quan tâm hết sức to lớn trên thế
giới và ở Việt Nam là nghiên cứu công nghệ chế tạo pin mặt trời và ứng dụng pin mặt trời
màng mỏng. Đây thực sự là vấn đề thời sự và bức thiết nhằm góp phần giải quyết bài toán
an ninh năng lƣợng, đặc biệt là hƣớng nghiên cứu pin mặt trời màng mỏng giá rẻ, hiệu suất
cao và thân thiện với môi trƣờng không sử dụng công nghệ chân không. Đây cũng là cơ sở
để chúng tui lựa chọn nội dung nghiên cứu của bản luận án này.
Tên đề tài luận án: “Nghiên cứu ảnh hưởng của lớp chức năng nano ZnO đến hoạt động của
pin mặt trời màng mỏng glass/TCO/nanoZnO/CdS/CuInS2/Me lắng đọng bằng phương pháp
USPD-ILGAR’’
Mục đích nghiên cứu của luận án
1) Nghiên cứu và phát triển công nghệ lắng đọng không chân không:
Phƣơng pháp phun phủ nhiệt phân hỗ trợ siêu âm USPD
Phƣơng pháp phun phủ nhiệt phân hỗ trợ siêu âm-phản ứng pha khí lớp ion USPD-
ILGAR
2) Nghiên cứu lắng đọng lớp cửa sổ nanoZnO, nanoZnO:In, nanoZnO:Al, bằng phƣơng
pháp phun phủ nhiệt phân hỗ trợ siêu âm USPD để xác định quy trình công nghệ phù hợp.
3) Nghiên cứu lắng đọng lớp hấp thụ CuInS2 bằng phƣơng pháp USPD để xác định quy
trình công nghệ phù hợp
4) Nghiên cứu lắng đọng lớp đệm CdS bằng phƣơng pháp USPD-ILGAR để xác định
quy trình công nghệ phù hợp
5) Khảo sát ảnh hƣởng của các thông số công nghệ lắng đọng tới tính chất của các phân
biên ZnO/CdS và CdS/CuInS2 bằng phƣơng pháp phổ trở kháng phức CIS
6) Ứng dụng phần mềm SCAPS-1D để thiết kế pin mặt trời màng mỏng cấu trúc đảo
kiểu Glass/ITO/nanoZnO/CdS/CuInS2/Me
7) Nghiên cứu chế tạo thử nghiệm pin mặt trời màng mỏng cấu trúc đảo
/file/d/0Bz7Zv9 ... sp=sharing
