Tải bản đầy đủ (.pdf) (94 trang)

CHẾ TẠO THANH NANO ZnO BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN HÓA ỨNG DỤNG TRONG PIN MẶT TRỜI

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (4.21 MB, 94 trang )

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
********** Α  Ω **********

LÊ KHẮC TỐP

CHẾ TẠO THANH NANO ZnO BẰNG PHƢƠNG PHÁP
ĐIỆN HÓA ỨNG DỤNG TRONG PIN MẶT TRỜI

Chuyên ngành: Vật Lý Vô Tuyến và Điện Tử
Mã số chuyên ngành: 60 44 03

LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

PGS TS LÊ VĂN HIẾU

TP. HỒ CHÍ MINH – NĂM 2012


Luận văn thạc sĩ Vật lý.

LỜI CẢM ƠN
Trên tất cả con xin tỏ lòng tri ân cảm tạ đến Cha mẹ, anh em trong gia đình
đã sinh thành nuôi dạy, giúp đỡ tạo mọi điều kiện tốt nhất và là chổ dựa tinh thần
cho con trong cuộc sống cũng như trong học tập để có kết quả như ngày hôm nay.
Bằng lòng kính trọng sâu sắc em xin chân thành cám ơn PGS. TS Lê Văn
Hiếu, Thầy đã truyền dạy những kiến thức, kinh nghiệm chuyên môn trong suốt quá
trình học tập, đã tận tình hướng dẫn em hoàn thành tốt khoá luận và đã giúp đỡ em
nhiều vấn đề trong cuộc sống.


Con xin cảm ơn gia đình ba Dương, má Thu, em Tùng, em Bel, bà Cố đã
giúp đỡ con rất nhiều trong thời gian con học cao học.
Em xin trân trọng cảm ơn thầy cô khoa Vật Lý, Khoa học Vật liệu, đặc biệt
là thầy cô bộ môn Vật Lý Ứng Dụng trường ĐH KHTN đã trang bị cho em những
kiến thức quý báu trong quá trình học tập.
Xin gửi lời biết ơn chân thành đến anh Nguyễn Đức Hảo đã giúp đỡ, chỉ dẫn
trao đổi nhiều kiến thức, kinh nghiệm về hướng làm việc. Cảm ơn em Thanh, Ngàn,
Tường, Tri, Oanh, Ngọc đã cộng tác với tôi thực hiện các thí nghiệm.
Tôi cũng xin gửi lời yêu thương chân thành đến những ân nhân, bạn bè đặc
biệt là các bạn lớp cao học K19, các bạn phòng thí nghiệm, anh chị em lớp bác ái sứ
vụ K11 đã giúp đỡ tôi về tinh thần, kiến thức trong suốt quá trình học tập cũng như
việc thực hiện khoá luận.
.

Lê Khắc Tốp

HV: Lê Khắc Tốp

CBHD: PGS TS Lê Văn Hiếu


Luận văn thạc sĩ Vật lý.

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
: Thế hóa

ITO: In2O3 – SnO2

Eg: Năng lượng vùng cấm


PVD : Physical vapour deposition

EC: Năng lượng vùng dẫn

PL: Photoluminescence

Ev: Năng lượng hóa trị

PMT: Pin mặt trời

I: Cường độ dòng điện

LED: Diod phát quang

J: Mật độ dòng

OSC: Organic solar cell

V: Hiệu điện thế

SC: Solar cell

kB: Hằng số Boltzmann

η: Hiệu suất

k: Véctơ sóng

CIGS: Cu, Indium, gallium và selen)


n: Nồng độ hạt tải

CVD: Chemical Vapour Deposition

p: Nồng độ lỗ trống

VLS: Vapor- liquid- solid

Ex: Năng lượng theo trục x

1D : Một chiều

Ey: Năng lượng theo trục y

Pt : Bạch kim

Ez: Năng lượng theo trục z

SEM: Scanning Electron Microscope

NRs: Nanorod (thanh nano)

HV: Lê Khắc Tốp

CBHD: PGS TS Lê Văn Hiếu


Luận văn thạc sĩ Vật lý.

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1: Cấu tạo pin mặt trời đơn giản. ................................................................. ..7
Hình 1.2: Sơ đồ năng lượng chuyển mức: (a) chuyển mức thẳng.
(b) chuyển mức xiên trực tiếp. (c) chuyển mức xiên gián tiếp. ................ 9
Hình 1.3: Hóa thế e,h của cặp điện tử và lỗ trống. .................................................. 11
Hình 1.4: Cấu trúc năng lượng của tiếp xúc p-n khi được chiếu sáng ..................... 12
Hình 1.5: Cấu trúc PMT lai hóa ............................................................................. 13
Hình 1.6: Cơ chế dẫn điện của polymer dẫn ............................................................ 15
Hình 1.7: Mô hình mức năng lượng và cơ chế chuyển điện tích trong PMT lai hóa
................................................................................................................................... 16
Hình 1.8: Đặc tuyến I-V của PMT ............................................................................ 18
Hình 2.1: Cấu trúc tinh thể của ZnO ........................................................................ 20
Hình 2.2: Các dạng sai hỏng điểm thường gặp ........................................................ 21
Hình 2.3: Một số hình thái cấu trúc 1D của ZnO .................................................... 23
Hình 2.4: Đường đặc trưng I-V: (a) hệ Au/ZnO, (b) Hệ Au/Ti/ZnO ........................ 25
Hình 2.5: Cường dộ dòng phát của ZnO nanarod trên đế Si ở 550oC ..................... 26
Hình 2.6: Mật độ trạng thái năng lượng của các hình thái vật liệu khác nhau ....... 27
Hình 3.1: Mô hình hệ phún xạ DC ............................................................................ 28
Hình 3.2: Mask (lưới) nhôm oxit ............................................................................... 29
Hình 3.3: Mô hình mô phỏng chế tạo NRs bằng phún xạ ......................................... 29
Hình 3.4: Sơ đồ chế tạo NRs bằng phương pháp hóa ướt ........................................ 30
Hình 3.5: Nguyên tắc và cấu tạo hệ VLS .................................................................. 31
Hình 3.6: Quá trình hình thành ZnO NRs trong VLS ............................................... 32
Hình 3.7: Hệ điện hóa mô phỏng .............................................................................. 32
Hình 3.8: ZnO NRs trên các đế khác nhau ............................................................... 36
Hình 3.9: ZnO NRs phát triển ở nhiệt độ: (a) 90°C, (b) 120oC, (c) 150oC, (d) 180°C
................................................................................................................................... 36

HV: Lê Khắc Tốp

CBHD: PGS TS Lê Văn Hiếu



Luận văn thạc sĩ Vật lý.

Hình 3.10: ZnO NRs phát triển với nồng độ muối Zn(NO3)2:(a) 0.0025 M. (b)
0.005 M. (c) 0.0075 M. (d) 0.01 M ........................................................ 37
Hình 3.11 : Hệ quang phát quang ............................................................................. 37
Hình 3.12: Sự nhiễu xạ tia X trên các mặt mạng nguyên tử ..................................... 38
Hình 3.13: Cấu tạo kính hiển vi điện tử quét SEM ................................................... 39
Hình 4.1: Mô hình hệ điện hóa hoàn chỉnh a, Hệ điện hóa điều khiển nhiệt qua bộ
phận potentionstat. b, Hệ điện hóa điều khiển nhiệt qua máy tính .......... 42
Hình 4. 2: Hệ potentiostat. a, card potentiostat. b, CPU gắn card potentiostat ..... .43
Hình 4.3: Vị trí gắn Card potentionstat ................................................................... 44.
Hình 4.4: Giao diện cài đặt phần mềm Framework 5.20 setup ................................ 44
Hình 4.5: Giao diện cài đặt bước thứ hai ................................................................. 45
Hình 4.6: Giao diện cài đặt các bước cuối cùng ...................................................... 45
Hình 4.7: Giao diện khởi động phần mềm ........................................................................... 46
Hình 4.8: Các danh mục làm việc của hệ điện hóa ............................................................. 46
Hinh 4.9: Giao diện danh mục điện hóa ổn thế ................................................................... 47
Hình 5.1: Bình điện phân ba cổ ........................................................................................... 49
Hình 5.2: Toàn cảnh hệ điện hóa dùng chế tạo ZnO NRs ................................................... 49

Hình 5.3: Sơ đồ pha dung dịch ................................................................................. 50
Hình 5.4: Hình SEM của ZnO của mẫu D1 .............................................................. 51
Hình 5.5: Hình chụp SEM của ZnO mẫu MD1 ......................................................... 52
Hình 5.6: Hình chụp SEM của ZnO MDZ1............................................................... 53
Hình 5.7: Hình chụp SEM của ZnO MZ1 ................................................................. 54
Hình 5.8: Hình SEM bề mặt màng Cu và ZnO NRs trên đế màng Cu ..................... 55
Hình 5.9: Hình SEM bề mặt màng Cu/ZnO và ZnO NRs trên đế màng Cu/ZnO .... 55
Hình 5.10: Hình SEM bề mặt màng ZnO thuần và ZnO NRs trên đế màng ZnO .... 55

Hình 5.11: Hình SEM của ZnO NRs mẫu I01 ........................................................... 57
Hình 5.12: Hình SEM của ZnO NRs mẫu I02 ........................................................... 58
Hình 5.13: Hình SEM của ZnO NRs mẫu I03 ........................................................... 59
Hình 5.14: Hình SEM của ZnO NRs mẫu I05 ........................................................... 60

HV: Lê Khắc Tốp

CBHD: PGS TS Lê Văn Hiếu


Luận văn thạc sĩ Vật lý.

Hình 5.15: Hình SEM của ZnO NRs mẫu I05M........................................................ 60
Hình 5.16: Hình SEM của ZnO NRs mẫu IF03 ........................................................ 62
Hình 5.17: Hình SEM của ZnO NRs mẫu IF06 ....................................................... 63
Hình 5.18: Hình SEM của ZnO NRs mẫu IF09 ........................................................ 64
Hình 5.19: Hình SEM của ZnO NRs mẫu IF12 ........................................................ 65
Hình 5.20: Hình chụp mặt cắt ngang của ZnO NRs ................................................. 65
Hình 5.21: Quá trình hình thành ZnO NRs .............................................................. 67
Hình 5.22: Quy trình tạo mầm ZnO bằng solgel ...................................................... 69
Hình 5.23: Hình SEM ZnO NRs: a) mẫu M0 mầm ZnO, b) mẫu M1, c) mẫu M2, d)
mẫu M3, e) mẫu M4, f) mẫu M5 ............................................................ 70
Hình 5.24: Hệ thí nghiệm khảo sát độ bám dính bằng dòng nước xoáy................... 73
Hình 5.25: ZnO NRs trước và sau khi khảo sát bằng dòng nước xoáy. .................. 73
Hình 5.26: Máy spin .................................................................................................. 74
Hình 5.27: ZnO NRs trước và sau khi khảo sát bằng spin ....................................... 74
Hình 5.28: Phổ truyền qua của ZnO NRs, a) mẫu M5, b mẫu M1 ........................... 75
Hình 5.29: a) mô hình đo đặc I-V của NRs, b) NRs được phủ lớp polymer cách điện
................................................................................................................................... 76
Hình 5.30 : Đường đặc trưng I-V của màng ITO, ZnO-ITO và ZnO NRs-ITO ........ 76

Hình 5.31: Phổ phát quang PL của ZnO NRss ở nhiệt độ phòng: (a) ZnO NRs trên
đế Cu, (b) ZnO NRs trên đế ITO ........................................................... 78
Hình 5.32: Phổ Xray của ZnO NRs với các điều kiện ổn dòng khác nhau .............. 79
Hình 5.33: Sơ đồ tạo màng polymer dẫn .................................................................. 80
Hình 5.34: Hệ bốc bay dùng phủ điện cực nhôm (Al) .............................................. 80
Hình 5.35: Pin mặt trời hoàn thiện ........................................................................... 81
Hình 5.36: Đặc trưng I-V của hệ pin chưa chiếu sáng ............................................ 82

HV: Lê Khắc Tốp

CBHD: PGS TS Lê Văn Hiếu


Luận văn thạc sĩ Vật lý.

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 5.1: Bảng thông số thí nghiệm 1 ...................................................................... 50
Bảng 5.2: Thông số thí nghiệm ổn dòng 0.1mA/cm2 ................................................. 56
Bảng 5.3: Thông số thí nghiệm ổn dòng 0.2mA/cm2 ................................................. 57
Bảng 5.4: Thông số thí nghiệm ổn dòng 0.3mA/cm2 ................................................. 58
Bảng 5.5: Thông số thí nghiệm ổn dòng 0.5mA/cm2 ................................................. 59
Bảng 5.6: Thông số thí nghiệm ổn dòng bước thứ nhất 0.3mA/cm2 ......................... 61
Bảng 5.7: Thông số thí nghiệm ổn dòng bước thứ nhất 0.6mA/cm2 ......................... 62
Bảng 5.8: Thông số thí nghiệm ổn dòng bước thứ nhất 0.9mA/cm2 ......................... 63
Bảng 5.9: Thông số thí nghiệm ổn dòng bước thứ nhất 1.2mA/cm2 ......................... 64
Bảng 5.10: Thông số tạo lớp mầm ZnO .................................................................... 70
Bảng 5.11: Thông số thí nghiệm ổn điều khiển ZnO NRs .............................................

HV: Lê Khắc Tốp


CBHD: PGS TS Lê Văn Hiếu


Luận văn thạc sĩ Vật lý.

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
DANH MỤC CÁC BẢNG
ĐẶT VẤN ĐỀ ............................................................................................................ 4
PHẦN 1. TỔNG QUAN ............................................................................................ 6
Chƣơng 1. PIN MẶT TRỜI – PIN MẶT TRỜI LAI HÓA ................................... 6
1.1 Khái niệm và lịch sử pin mặt trời .......................................................................... 6
1.2 Nguyên tắc hoạt động PMT .................................................................................. 7
1.2.1 Hấp thu trong bán dẫn .................................................................................... 7
1.2.1.1 Các loại chuyển mức hấp thu trong bán dẫn............................................ 8
1.2.1.2 Các loại hấp thu trong bán dẫn. ............................................................... 9
1.2.2 Quá trình phân ly và truyền dẫn điện tích. ..................................................... 9
1.3 PMT dựa trên vật liệu lai hóa .............................................................................. 13
1.3.1 Thành phần cấu tạo PMT lai hóa.................................................................. 13
1.3.2 Cơ chế hoạt động trong PMT lai hóa ........................................................... 16
1.4 Các thông số đặc trưng của PMT ........................................................................ 16
Chƣơng 2. VẬT LIỆU ZnO VÀ ZnO NANOROD .............................................. 20
2.1 Giới thiệu về vật liệu ZnO................................................................................... 20
2.1.1 Cấu trúc tinh thể ZnO ................................................................................... 20
2.1.2 Sai hỏng trong tinh thể ZnO ......................................................................... 20
2.1.3 Tính chất điện của vật liệu ZnO ................................................................... 22
2.2 Vật liệu ZnO nanorod.......................................................................................... 22

2.2.1 Cấu trúc hình thái học .................................................................................. 22
2.2.2 Tính chất và ứng dụng của ZnO nanorod ..................................................... 23
2.2.3 Mật độ trạng thái .......................................................................................... 26
Chƣơng 3 CÁC PHƢƠNG PHÁP CHẾ TẠO VÀ PHƢƠNG PHÁP PHÂN
TÍCH ZnO NANOROD .......................................................................................... 28
1

HV: Lê Khắc Tốp

CBHD: PGS TS Lê Văn Hiếu


Luận văn thạc sĩ Vật lý.

3.1 Phương pháp phún xạ .......................................................................................... 28
3.2 Phương pháp thủy nhiệt ...................................................................................... 30
3.3 Phương pháp CVD VLS...................................................................................... 31
3.4 Phương pháp điện hóa ......................................................................................... 32
3.5 Một số phương pháp phân tích ZnO NRs ........................................................... 37
3.5.1 Phương pháp đo quang phát quang .............................................................. 37
3.5.2 Phương pháp nhiễu xạ tia X ......................................................................... 38
3.5.3 Phương pháp chụp ảnh SEM ........................................................................ 39
3.5.4 Phương pháp đo độ bám dính ....................................................................... 40
3.5.4.1 Khảo sát bằng dòng nước xoáy.............................................................. 40
3.5.4.2 Khảo sát sự bám dính bằng spin ............................................................ 41
3.5.4.3 Khảo sát độ bám dính bằng phương pháp đánh siêu âm ....................... 41
Phần 2. THỰC NGHIỆM ....................................................................................... 42
Chƣơng 4. HỆ THỰC NGHIỆM ........................................................................... 42
4.1 Cấu tạo hệ điện hóa (potentiostat) ....................................................................... 42
4.2 Lắp đặt và sự dụng hệ điện hóa: .......................................................................... 43

Chƣơng 5. THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ ........................................................ 48
5.1 Thực nghiệm chế tạo ZnO nanorod..................................................................... 48
5.1.1 Hóa chất – Dụng cụ thí nghiệm - Pha hóa chất ............................................ 48
5.1.2 Thực nghiệm tạo ZnO nanorod trên các đế khác nhau. ............................... 50
5.1.2.1 Tạo ZnO nanorod trên đế đồng .............................................................. 51
5.1.2.2 Tạo ZnO nanorod trên đế thủy tinh phủ màng đồng ............................. 52
5.1.2.3 Tạo ZnO nanorod trên đế Cu/ZnO......................................................... 53
5.1.2.4 Tạo ZnO nanorod trên màng ZnO ......................................................... 53
5.1.3 Tạo ZnO nanorod trên đế ITO ...................................................................... 56
5.1.3.1 Ổn dòng một bước ................................................................................. 56
5.1.3.2 Ổn dòng các bước .................................................................................. 61
5.1.4 Giải thích quá trình hình thành ZnO NRs bằng điện hóa ............................ 66
5.1.5 Điều khiển kích thước của ZnO NRs. .......................................................... 69

2

HV: Lê Khắc Tốp

CBHD: PGS TS Lê Văn Hiếu


Luận văn thạc sĩ Vật lý.

5.1.6 Một số kết quả khảo sát khác của ZnO NRs ................................................ 72
5.1.6.1 Khảo sát sự bám dính của ZnO NRs...................................................... 72
5.1.6.2 Phổ truyền qua của ZnO NRs. ............................................................... 75
5.1.6.3 Đặc trưng I-V của ZnO NRs. ................................................................. 75
5.1.6.4 Phổ phát quang của ZnO nanorod ......................................................... 77
5.1.6.5 Phổ Xray ................................................................................................ 78
5.2 Thực nghiệm tạo PMT ........................................................................................ 79

5.2.1 Thực nghiệm phủ lớp hữu cơ ....................................................................... 79
5.2.2 Thực nghiệm phủ điện cực nhôm (Al) ......................................................... 81
Chƣơng 6. KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN .......................................... 83
6.1 Kết luận ............................................................................................................... 83
6.2 Hướng phát triển ................................................................................................. 84
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 86

3

HV: Lê Khắc Tốp

CBHD: PGS TS Lê Văn Hiếu


Luận văn thạc sĩ Vật lý.

ĐẶT VẤN ĐỀ
Nhu cầu năng lượng đang trở thành vấn đề quan trọng hàng đầu trên thế giới.
Với sự gia tăng dân số và sự phát triển công nghiệp nhu cầu sử dụng năng lượng
trên toàn thế giới ngày càng tăng cùng với sự cạn kiệt dần của năng lượng hóa thạch
thì năng lượng mặt trời đang rất được thế giới quan tâm, nghiên cứu. Trong những
năm gần đây pin mặt trời (PMT) hữu cơ được các nhà khoa học đặc biệt quan tâm
nghiên cứu bởi những tính chất ưu việt của nó như giá thành rẻ, triển vọng ứng
dụng lên các đế mềm dẻo, linh động như nhựa. Tuy nhiên, hiệu suất của PMT hữu
cơ vẫn còn thấp (dưới 5%) mặc dù có khã hấp thụ được dải bước sóng rộng. Một
trong những yếu tố làm hiệu suất của PMT hữu cơ thấp là độ dài khuếch tán vật liệu
hữu cơ thường rất ngắn (~10nm) và độ linh động nhỏ [34], độ rộng vùng cấm của
P3HT:BCBM có sự chênh lệch lớn so với điện cực ITO. Vì thế, cặp điện tử - lỗ
trống được tạo ra trong quá trình hấp thụ ánh sáng mặt trời của lớp hữu cơ sẽ bị tái
hợp, điện tử - lỗ trống không đến được điện cực. Nhằm khắc phục nhược điểm đó,

PMT lai hóa giữa hữu cơ và vô cơ, mang tên PMT thế hệ thứ tư đã và đang được
nghiên cứu. PMT thế hệ thứ tư là loại pin được “đan xen” giữa lớp hữu cơ với lớp
vô cơ (cụ thể là nanorod, nanowire, quantum dots…). Lớp vật liệu vô cơ này với độ
linh động cao, mức năng lượng gần với mức năng lượng của điện cực, được đan xen
vào trong cấu trúc vật liệu hữu cơ, nhờ vậy diện tích tiếp xúc giữa vật liệu hữu cơ và
vô cơ được tăng lên rất lớn, lớp vật liệu vô cơ 1D này sẽ có vai trò làm kênh truyền
dẫn điện tích ra điện cực, vì thế điện tử dễ dàng được khuếch tán và phân ly ra điện
cực [33].
Vật liệu ZnO có cấu trúc không gian một chiều (1D) đang được các nhà khoa
học trên thế giới và ở Việt Nam đặc biệt quan tâm, bởi với cấu trúc 1D này có rất
nhiều ứng dụng rộng rãi trong khoa học cũng như trong đời sống. Như ứng dụng
trong PMT, LED, cảm biến khí, cảm biến sinh học, quang xúc tác và thiết bị phát
xạ trường [14,15,16,17,18,19].

4

HV: Lê Khắc Tốp

CBHD: PGS TS Lê Văn Hiếu


Luận văn thạc sĩ Vật lý.

Trong đề tài này, chúng tôi sẽ nghiên cứu chế tạo thanh nano (nanorod: NRs)
ZnO bằng phương pháp điện hóa trên các đế khác nhau, khảo sát các sự ảnh hưởng
của đế đến quá trình hình thành và phát triển định hướng của thanh nano ZnO.
Chúng tôi cũng sẽ thay đổi giá trị của dòng điện thành từng bước (mỗi bước có giá
trị dòng điện khác nhau) nhằm tìm ra điều kiện chế tạo thanh nano ZnO có tính định
hướng theo trục c trực giao tốt, điều khiển chiều dài kích thước của ZnO NRs phù
hợp nhằm ứng dụng trong PMT. Bước đầu chúng tôi cũng sẽ phủ polymer dẫn để

chế tạo PMT lai hóa vô cơ – hữu cơ và khảo sát sự ảnh hưởng của ZnO nanorod
trong cấu trúc PMT này.

5

HV: Lê Khắc Tốp

CBHD: PGS TS Lê Văn Hiếu


Luận văn thạc sĩ Vật lý.

PHẦN 1. TỔNG QUAN
Chƣơng 1. PIN MẶT TRỜI – PIN MẶT TRỜI LAI HÓA
1.1 Khái niệm và lịch sử pin mặt trời
Pin mặt trời (PMT) là thiết bị chuyển hóa quang năng thành điện năng dựa
trên hiệu ứng quang điện nội, bằng cách hấp thu ánh sáng để sản sinh ra cặp điện tử
lỗ trống và truyền tải dòng ra ngoài. Năm 1839, nhà khoa học người Pháp là
Becquerel đã phát hiện ra hiệu ứng quang điện, và đây được coi như cái mốc của
PMT, tuy rằng hiệu ứng quang điện là hiện tượng quang điện ngoài. Đến năm 1883,
PMT đầu tiên được chế tạo. Năm 1946, Russell Ohl chế tạo ra PMT đầu tiên với
hiệu suất 1%. Năm 1954, D.M. Chapin, C.S. Fuller và G.L. Pearson là những người
đầu tiên báo cáo đã chế tạo PMT Silic đơn tinh thể với hiệu suất η = 6%. Từ đó đến
nay nghiên cứu chế tạo PMT đã phát triển không ngừng và trải qua 5 thế hệ như
sau:
 Thế hệ thứ nhất: PMT dạng khối gồm hai mối nối chuyển tiếp p-n của đơn
tinh thể silic (bulk solar cell silic).
 Thế hệ thứ hai: PMT dựa trên mối nối chuyển tiếp p-n của màng mỏng,
được chế tạo theo công nghệ màng mỏng (thin film solar cell).
 Thế hệ thứ ba: PMT dựa trên vật liệu hữu cơ (Organic solar cell).

Nguyên tắc chính là quá trình hấp thu và sinh ra điện tử lỗ trống trong phân
tử polymer. Các polymer như polymer-fullerene (C60), polyacetylene (PA),
polypyrrole (PPy), polyaniline (PAn)… khi được thêm vào các chất dopant sẽ trở
thành polymer dẫn điện. Khi bị photon của ánh sáng mặt trời kích thích, polymer
liên hợp sẽ bị “bẻ gãy” các liên kết π để sinh ra điện tử và để lại nhiều lỗ trống trên
mạch polymer, vì vậy polymer được gọi là vật liệu loại p. Ngược lại, fullerene là vật
liệu nhận điện tử rất hiệu quả. Sau khi nhận điện tử, fullerene mang điện tích âm
nên được gọi là vật liệu loại n.

6

HV: Lê Khắc Tốp

CBHD: PGS TS Lê Văn Hiếu


Luận văn thạc sĩ Vật lý.

 Thế hệ thứ tƣ: PMT dựa trên vật liệu lai hóa (Hybrid solar cell).
PMT lai hóa là sự kết hợp của tinh thể nano và hợp chất polymer. Thế hệ
PMT này cải thiện được hiệu suất hơn so với thế hệ PMT thứ ba.
 PMT thế hệ thứ 5: PMT sinh học (Bio solar cell).
PMT sinh học đang được quan tâm nghiên cứu và là một hướng mới trong
tương lai. Dạng PMT này dựa trên hiệu ứng giống với quá trình quang hợp của các
tế bào cây xanh. Khi được chiếu sáng sẽ xảy ra quá trình “quang hợp” và trao đổi
sinh hóa để hình thành nên điện tử - lỗ trống và tạo ra dòng điện ra bên ngoài.
1.2 Nguyên tắc hoạt động PMT

Hình 1.1 Cấu tạo pin mặt trời đơn giản.
PMT cơ bản gồm hai mối nối p-n như hình (1.1). Nguyên tắc cơ bản của

PMT gồm hai cơ chế chính là hấp thụ ánh sáng (nếu năng lượng tia sáng lớn hoặc
bằng năng lượng vùng cấm Eg) để tạo ra cặp điện tử - lỗ trống và quá trình phân ly
truyền dẫn hạt tải để tạo thành dòng ra ngoài.

1.2.1 Hấp thu trong bán dẫn
Bán dẫn khi được chiếu sáng với năng lượng lớn hơn hoặc bằng Eg sẽ xảy ra
quá trình hấp thu. Có hai loại hấp thu chính là hấp thu riêng của bán dẫn thuần, và
hấp thu tạp chất của bán dẫn tạp chất [1].

7

HV: Lê Khắc Tốp

CBHD: PGS TS Lê Văn Hiếu


Luận văn thạc sĩ Vật lý.

1.2.1.1 Các loại chuyển mức hấp thu trong bán dẫn
Trong bán dẫn hình thành nên hai loại chuyển mức là hấp thu chuyển mức
thẳng và hấp thu chuyển mức xiên.
Bán dẫn chuyển mức thẳng là bán dẫn có đỉnh vùng hoá trị và đáy vùng dẫn
cùng nằm trên cùng một số sóng k. Khi xảy ra hiện tượng hấp thu thì chuyển mức ở
bán dẫn này là chuyển mức thẳng. Có hai loại chuyển mức thẳng, chuyển mức thẳng
được phép và chuyển mức thẳng bị cấm với hệ số hấp thu tương ứng là [1,8]:






A(  E g )1/ 2


(1.1)

B (   E g ) 3 / 2

(1.2)



Với A, B là hằng số phụ thuộc vào loại bán dẫn được khảo sát, ħω là năng
lượng photon tác động.
Bán dẫn chuyển mức xiên hoàn toàn khác so với bán dẫn chuyển mức thẳng.
Vì cấu trúc vùng năng lượng của nó có đáy vùng dẫn và đỉnh vùng hoá trị không
cùng nằm trên một số sóng k. Bài toán hấp thu bây giờ không còn là bài toán hai hạt
(photon- electron) như chuyển mức thẳng mà là bài toán giữa 3 hạt ( photonelectron – photon). Biểu thức của xung lượng và năng lượng trong dịch chuyển này
là:

  
kv  kc  k p

(1.3)


k p : là xung lượng của photon.

Ekv  Ek    E p
c


(1.4)

Ep : là năng lượng photon.
Hệ số hấp thu của chuyển mức xiên là:

(   E g  E p ) 2 (   E g  E p ) 2
  A[

]
Ep
Ep
exp(
 1)
1  exp( 
)
KT
KT

(1.5)

8

HV: Lê Khắc Tốp

CBHD: PGS TS Lê Văn Hiếu


Luận văn thạc sĩ Vật lý.

Chuyển mức thẳng có thể phân thành hai dạng là chuyển mức thẳng "trực

tiếp’’ và chuyển mức thẳng "gián tiếp’’ [1,8]. Hình (1.2 ) là sơ đồ năng lượng các
dạng chuyển mức

Ec 

E

E

c

c



E

Ev

g

(a)

E


g

E


E

v
(b)

v

(c)

Hình 1.2: Sơ đồ năng lượng chuyển mức: (a) chuyển mức thẳng
(b) chuyển mức xiên trực tiếp. (c) chuyển mức xiên gián tiếp

1.2.1.2 Các loại hấp thu trong bán dẫn.
Khi pha tạp chất vào bán dẫn thì sẽ hình thành những mức năng lượng tạp
chất trong bán dẫn, các mức này hoặc nằm sát trên vùng hoá trị (mức acceptor) hoặc
nằm sát dưới đáy vùng dẫn (mức donor) khi đó sẽ có các loại hấp thu bởi tạp chất
như sau:
Điện tử ở vùng hoá trị nhận năng lượng và nhảy lên mức Acceptor gọi là hấp
thu vùng - tạp chất Acceptor. Điện tử ở mức Donor được kích thích rồi nhảy lên
vùng dẫn gọi là hấp thu vùng - tạp chất Donor.
Nếu bán dẫn tạp chất có hai mức năng lượng là mức donor và mức acceptor
khi đó xảy ra hiện tượng hấp thu đặc trưng của hai mức tạp chất này, gọi là hấp thu
tạp chất donor – acceptor
1.2.2 Quá trình phân ly và truyền dẫn điện tích.
Quá trình hấp thụ sinh ra điện tử lỗ trống là quá trình quan trọng thứ nhất,
quá trình phân ly truyền dẫn điện tích ra điện cực là quá trình quan trọng thứ hai.

9

HV: Lê Khắc Tốp


CBHD: PGS TS Lê Văn Hiếu


Luận văn thạc sĩ Vật lý.

Đối với PMT có cấu trúc chỉ là tiếp giáp p-n thì điện tích được di chuyển
trực tiếp trong bán dẫn theo hình thức sau đây:
Ban đầu, trong bán dẫn xuất hiện trạng thái cân bằng thế hóa khi chưa được
chiếu sáng (bỏ qua nhiệt độ), thì nồng độ điện tử và lỗ trống bằng nhau. Khi bán dẫn
được chiếu sáng với năng lượng phù hợp, sẽ xảy ra hiện tượng hấp thu để sinh ra
các cặp điện tử lỗ trống, lúc đó trạng thái cân bằng sẽ bị phá vỡ. Điện tử được sinh
ra và chuyển lên mức vùng dẫn. Chúng sẽ tồn tại ở đó trong một thời gian nhất định
gọi là thời gian sống, tương tự đối với lỗ trống. Khi đó nồng độ điện tử và lỗ trống
sẽ lớn hơn nồng độ điện tử lỗ trống ban đầu.
Nồng độ điện tử - lỗ trống tăng lên không ngừng khi được chiếu sáng, làm
cho mức Fermi có sự dịch chuyển. Mức Fermi sẽ dịch chuyển sát hơn về vùng dẫn
(bán dẫn loại n) gọi là mức FFC, mức Fermi sẽ dịch về phía đáy vùng hóa trị (bán
dẫn loại p) gọi là mức FFV. Nồng độ điện tử trong vùng dẫn và nồng độ lỗ trống
trong vùng hóa trị được tính như công thức (1.7), (1.8). Nồng độ điện tử - lỗ trống
được cho bởi công thức (1.9).
 E  E FC 
ne  N C exp  C
.
kT



(1.7)


 E  EV 
nh  NV exp  FV
.
kT



(1.8)

 E  E FV
ne nh  ni2 exp FC
kT


(1.9)


.


Trong đó, hiệu năng lượng EFC - EFV là độ lệch khỏi trạng thái cân bằng của
chất bán dẫn và cũng chính là thế hóa e,h của cặp điện tử và lỗ trống (hóa năng của
một cặp điện tử – lỗ trống). Chất bán dẫn trong điều kiện cân bằng có hóa thế e,h =
0. Khi chất bán dẫn hấp thụ ánh sáng, hóa thế e,h ≠ 0

10

HV: Lê Khắc Tốp

CBHD: PGS TS Lê Văn Hiếu



Luận văn thạc sĩ Vật lý.

Hình 1.3: Hóa thế e,h của cặp điện tử và lỗ trống.

Khi cho hai loại bán dẫn loại p và loại n tiếp xúc nhau, do sự chênh lệch
nhau về nồng độ hạt tải của bán dẫn p và n, sẽ có hiện tượng khuếch tán hạt dẫn đa
số của vùng này sang vùng bên cạnh (điện tử khuếch tán từ vùng n sang vùng p và
lỗ trống khuếch tán từ vùng p sang vùng n) và tạo ra một điện trường khuếch tán.
Nơi tiếp xúc sẽ hình thành một vùng điện tích không gian được gọi là vùng nghèo.
Điện trường sinh ra trong vùng điện tích không gian sẽ gia tốc cho các hạt dẫn thiểu
số ở hai vùng đi sang vùng đối diện sinh ra dòng điện trôi, đồng thời ngăn cản dòng
khuếch tán. Vùng điện tích không gian này sẽ càng mở rộng cho tới khi quá trình
cân bằng nhiệt tại mối tiếp xúc hình thành. Lúc này, dòng trôi sẽ bằng dòng khuếch
tán. Ở điều kiện cân bằng (nhiệt độ thấp, không chiếu sáng, không cấp dòng ngoài),
dòng khuếch tán lúc này bằng 0. Điều này có nghĩa là:
JQ = Je + Jh = 0
Với JQ, Je, Jh tương ứng là mật độ dòng tổng cộng, mật độ dòng electron và
mật độ dòng lỗ trống.
Khi chuyển tiếp p-n được chiếu sáng, quá trình hấp thu xảy ra, điện tử và lỗ
trống được tạo ra liên tục. Lúc này, mức Fermi không còn là hằng số trong toàn hệ
mà sẽ tạo thành hai mức là EFC và EFV. Hình (1.4 ) biểu diện hai mức Fermi EFC và
EFV của chuyển tiếp p-n trong trạng thái không cân bằng.

11

HV: Lê Khắc Tốp

CBHD: PGS TS Lê Văn Hiếu



Luận văn thạc sĩ Vật lý.

Hình 1.4: Cấu trúc năng lượng của tiếp xúc p-n khi được chiếu sáng.


Với qV là độ chênh lệch giữa hai chuẩn mức Fermi,  là điện trường tại
vùng điện tích không gian trong điều kiện không cân bằng.
Lúc này, bên trong chuyển tiếp p-n sẽ tồn tại một lượng hóa năng là Ne,h.
Đây là năng lượng tối đa mà chúng có thể cung cấp cho tải ngoài. Đó chính là quá
trình hóa năng chuyển thành điện năng. Do sự định hướng của điện trường vùng
nghèo tại lớp chuyển tiếp nên các điện tử sẽ bị cuốn về vùng n còn lỗ trống sẽ bị
cuốn về vùng p. Tại đây, nhờ sự chênh lệch thế điện hóa giữa hai tiếp xúc khi
chuyển tiếp p-n được nối với điện cực, mà các điện tử được truyền ra ngoài tạo ra
dòng điện qua tải. Như vậy, chúng ta cần xác định rõ rằng điện trường tại lớp
chuyển tiếp p-n chỉ đóng vai trò phân ly các hạt tải điện bên trong chất bán dẫn. Còn
thế chênh lệch giữa hai tiếp xúc với điện cực sẽ có nhiệm vụ dẫn các hạt tải điện
này ra tải ngoài.
Khi chuyển tiếp p-n được chiếu sáng, các cặp điện tử - lỗ trống có thể được
sinh ra khắp nơi trong chất bán dẫn. Nhưng chỉ những cặp điện tử - lỗ trống được
sinh ra trong vùng nghèo và vùng lân cận (-Lh  x  Le) mới đóng góp vào dòng
điện đi ra tải ngoài [4].

12

HV: Lê Khắc Tốp

CBHD: PGS TS Lê Văn Hiếu



Luận văn thạc sĩ Vật lý.

1.3 PMT dựa trên vật liệu lai hóa
Các thế hệ PMT (thế hệ 1,2,3) đều có ưu và nhược điểm. PMT vô cơ hiện tại
cho hiệu suất cao nhất, bền trong môi trường nhưng khả năng hấp thụ toàn bộ quang
phổ mặt trời là thấp, giá thành sản xuất cao nên hạn chế khả năng ứng dụng. PMT
hữu cơ có khả năng hấp thu quang năng rất cao nhưng hạn chế trong cơ chế truyền
dẫn điện tích vì cơ chế truyền dẫn điện tích dựa trên mạng lưới các đường dẫn của
hai chất thành phần trong lớp hỗn hợp. Trong khi đó, việc tạo ra các đường dẫn này
là yêu cầu khó đối với quá trình tổng hợp vật liệu hữu cơ vì thế hiệu suất không cao.
Nhằm khắc phục nhược điểm đó, PMT lai hóa giữa hữu cơ và vô cơ, mang tên PMT
thế hệ thứ tư đã và đang được nghiên cứu. PMT thế hệ thứ tư là loại pin được “đan
xen” giữa lớp hữu cơ với lớp vô cơ (cụ thể là nanorod, nanowire, quantum dots…).
Lớp vật liệu vô cơ này với độ linh động cao, mức năng lượng gần với mức năng
lượng của điện cực, được đan xen vào trong cấu trúc vật liệu hữu cơ, nhờ vậy diện
tích tiếp xúc giữa vật liệu hữu cơ và vô cơ được tăng lên rất lớn, lớp vật liệu vô cơ
1D này sẽ có vai trò làm kênh truyền dẫn điện tích ra điện cực, vì thế điện tử dễ
dàng được khuếch tán và phân ly ra điện cực [33].
1.3.1 Thành phần cấu tạo PMT lai hóa
Pin mặt trời lai hóa (hybrid solar cell) còn gọi là PMT thế hệ thứ tư. Đây là
loại pin được “đan xen” giữa lớp hữu cơ và vô cơ (nanorod, nanowire, quantum
dots …) [9,10,14]. Trên hình (1.5) là mô hình đơn giản của pin mặt trời lai hóa sử
dụng ZnO nanorod.

Hình 1.5: Cấu trúc PMT lai hóa.

13

HV: Lê Khắc Tốp


CBHD: PGS TS Lê Văn Hiếu


Luận văn thạc sĩ Vật lý.

PMT lai hóa sử dụng NRs như hình (1.5) gồm có:
 Màng ITO: Là màng dẫn điện trong suốt có điện trở thấp hơn 10Ω/cm2, độ
truyền qua trên 80% trong vùng ánh sáng khả kiến đóng vai trò là điện cực của
PMT.
 ZnO nanorod: ZnO nanorod có độ bám dính tốt được đâm xuyên vào trong vật
liệu hữu cơ và đóng vai trò là kênh dẫn điện tích trong cấu trúc PMT lai hóa này.
 Điện cực kim loại: Đặc điểm quan trọng của kim loại được làm trong cấu trúc
PMT lai hóa là mức năng lượng (công thoát) chênh lệch với mức năng lượng (công
thoát) của vật liệu ITO để tạo nên chênh lệch thế, nhằm tạo ra dòng bên ngoài trong
PMT.
 Vật liệu hữu cơ: Vật liệu hữu cơ trong PMT cấu trúc lai hóa thông thường là
polymer. Polymer là vật liệu không dẫn điện ở điều kiện thường. Tuy nhiên, hai nhà
khoa học Alan Heeger và Shirakawa Hideki khi pha I-ốt vào polymer đã phát hiện
ra một hiện tượng bất ngờ là độ dẫn điện của polymer tăng lên đến 1 tỷ lần. Quá
trình này được gọi là doping, và I-ốt được gọi là dopant. Cơ chế dẫn điện của
polymer như sau:
Ở điều kiện bình thường, polymer là chất hoàn toàn không dẫn điện. Khi có
sự hiện diện của các chất pha tạp (các chất oxy hóa hay chất khử), polymer sẽ tham
gia một phản ứng trao đổi điện tử đơn giản với chất pha tạp:
Ví dụ:
Polypyrrole (PPy) và chất pha tạp A:
PPy + A ↔ (PPy)+A- (khi A là chất oxy hóa)
PPy + A ↔ (PPy)-A+ (khi A là chất khử)


14

HV: Lê Khắc Tốp

CBHD: PGS TS Lê Văn Hiếu


Luận văn thạc sĩ Vật lý.

Trong hình 1.6, A lấy đi một điện tử trong nối đôi, tạo nên một lỗ trống (+)
và một điện tử đơn lẻ (•). Cặp (+•) được gọi là polaron. Các cặp polaron thường
cách nhau 3 hay 4 đơn vị polymer. Sự hình thành polaron làm thay đổi cấu trúc
vòng pyrrole và tạo 2 bậc năng lượng mới trong khe dải năng lượng. Chính điều này
đã biến polymer từ cách điện thành dẫn điện.

Hình 1.6: Cơ chế dẫn điện của polymer dẫn

Khi A xuất hiện với mật độ cao (nồng độ chất pha tạp cao), nhiều polaron được
tạo ra, khi 2 polaron lại gần nhau, hai điện tử (• •) tạo thành 1 nối π, 2 lỗ trống còn
lại (+ +) được gọi là bipolaron.
Như vậy, khi có dòng điện tác dụng vào polymer này, các điện tử π sẽ nhảy vào
các lỗ trống kế cận nó, tức là có sự chuyển dời điện tử dọc theo mạch polymer,
polymer dẫn diện. Ngoài ra polymer dẫn trong cấu trúc PMT có một số đặc điểm
như hằng số điện môi nhỏ, năng lượng liên kết exiton lớn (200-500 meV) nên năng
lượng từ nhiệt độ phòng không đủ để phân ly exiton tạo bởi quá trình hấp thụ ánh
sáng mặt trời. Độ dài khuếch tán ~ 10 nm và độ linh động nhỏ nên phải giới hạn độ
dày của lớp vật liệu hữu cơ cỡ 10 nm nhưng lại giảm khả năng hấp thụ ánh sáng mặt
trời, giảm hiệu suất.

15


HV: Lê Khắc Tốp

CBHD: PGS TS Lê Văn Hiếu


Luận văn thạc sĩ Vật lý.

Để hấp thụ hết ánh sáng trong vùng UV-VIS và cận hồng ngoại, vật liệu hữu cơ cần
có độ dày 100 - 200 nm. Với độ dày vật liệu như trên sẽ làm tăng qúa trình tái hợp
hạt tải dẫn đến làm giảm hiệu suất của pin [34]
1.3.2 Cơ chế hoạt động trong PMT lai hóa
Điện tử-lỗ trống được sinh ra trong quá trình hấp thu ánh sáng của lớp
polymer sẽ khuếch tán trong miền polymer, do diện tích tiếp xúc của lớp hữu cơ và
lớp nanorod cao nên điện tử-lỗ trống sẽ truyền dẫn qua lớp nanorod bằng cơ chế
chuyển mức. Đây chính là lớp đệm để bắt điện tử ngăn chặn sự tái hợp của các
exciton, điện tử tiếp tục được truyền dẫn sang lớp điện cực ITO, còn lỗ trống sẽ
được truyền sang lớp điện cực Al. Do sự chênh lệch thế giữa điện cực ITO và lớp
Al, điện tử lỗ trống sẽ tạo ra dòng, đó chính là dòng điện ngoài của PMT [10, 14].
Trên hình (1.7) mô tả cơ chế hoạt động của PMT lai hóa theo mức năng
lượng.

Hình 1.7: Mô hình mức năng lượng và cơ chế chuyển điện tích trong PMT lai hóa
1.4 Các thông số đặc trƣng của PMT
 Dòng đoản mạch (Jcs)
Dòng đoản mạch là dòng của hạt tải thiểu số bên trong PMT, hay là dòng
quang điện và được tính theo công thức (1.9).
J CS  q  bs ( E )QE( E )dE

(1.10)


16

HV: Lê Khắc Tốp

CBHD: PGS TS Lê Văn Hiếu


Luận văn thạc sĩ Vật lý.

Trong đó: Jsc là mật độ dòng đoản mạch, q là điện tích nguyên tố, bs(E) là mật
độ quang thông của ánh sáng kích thích, QE(E) là hiệu suất lượng tử của PMT đó là
xác suất mà một photon chiếu tới có khả năng sinh ra một electron cho mạch ngoài,
dE là năng lượng của photon kích thích tính trên một đơn vị diện tích trong một đơn
vị thời gian. Jsc là thông số quyết định hiệu suất của PMT [2,4].


Dòng tối (Jt)
Nối PMT với mạch ngoài có tải, khi không chiếu sáng vẫn có một sự chênh

lệch rất nhỏ về điện tích ở hai đầu PMT, do có một số lượng nhỏ hạt tải được sinh ra
do chuyển động nhiệt, điều này tạo ra ở mạch ngoài một dòng điện gọi là dòng tối
(Jt). Mật độ dòng tối được tính theo công thức:
qv

J t (v)  J 0 (e e B  1)
k T

(1.11)


Trong đó: J0 là hằng số, V là thế ra của PMT, kB là hằng số Boltzmann, T là
nhiệt độ tuyệt đối.
Ta thấy dòng tối ngược chiều với dòng đoản mạch, do đó ta đưa vào giá trị
mật độ tổng cộng J và được xác định như sau:
qv

J  J sc  J t  J SC  J 0 (e

e k BT

 1)

(1.12)

 Thế mạch hở (Voc)
Khi nối PMT với mạch ngoài (có tải) và chiếu sáng PMT, sự chênh lệch
nồng độ hạt tải rất lớn ở hai đầu của PMT (điện tử phía n và lỗ trống phía p) sẽ làm
cho thế ra V tăng lên dần. Khi thế V đạt cực đại, người ta gọi nó là thế mạch hở, ký
hiệu là Voc và được xác định theo công thức:
Voc 


kT  J sc
ln 
 1
q  J0


(1.13)


Khi V=Voc, dựa vào (1.12) ta có:
V  Voc 


kT  J sc
ln 
 1
q  J0


(1.14)

Thế (1.14) vào (1.11) ta được:
17

HV: Lê Khắc Tốp

CBHD: PGS TS Lê Văn Hiếu


Luận văn thạc sĩ Vật lý.

J t (v)  J 0 (e

J SC
1
J0

 1)


(1.15)

Từ (1.15) ta rút ra kết luận: Khi V = Voc thì Jsc = Jt, suy ra mật độ dòng tổng
cộng J = Jsc – Jt = 0. Lúc này mạch ngoài không còn dòng hạt tải nào, điều này
giống như việc ta áp PMT vào một mạch điện bị hở và đo thế ra của PMT.


Công suất và hiệu suất của PMT
Công suất của PMT được xác định theo công thức:
P =J .V

(1.16)

Trong đó: J nhận giá trị từ 0 đến Jsc, V nhận các giá trị từ 0 đến Voc.
Khi J = 0, ta có V=Voc và khi V = 0 ta có J = Jsc. Tại hai giá trị này ta có P = 0.
Biểu diễn P trên đặc tuyến I - V của PMT như hình (1.8).

Hình 1.8: Đặc tuyến I-V của PMT.
Ta thấy tại giá trị P(JMP, VMP) là điểm uốn của đặc tuyến I – V hay là điểm
cực trị, trong trường hợp này thì P đạt cực đại, điểm này được gọi là điểm công suất
cực đại (Maximum power point-MPP) [2,4].
Pm = JmpVmp = FFJscVoc

(1.17)

Hiệu suất của PMT, ký hiệu là η = Pm / Ps, được tính theo công thức:


Voc J sc FF
Ps


(1.18)

18

HV: Lê Khắc Tốp

CBHD: PGS TS Lê Văn Hiếu


×