Vật liệu ứng dụng trong pin năng lượng mặt trời

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


Bảo vệ môi
trường

Lí do nên dùng
Pin năng lượng
mặt trời

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)

OSC: Ogarnic Solar Cell
(pin năng lượng mặt trời hữu cơ)

Công nghệ đơn giản
Lợi ích triển
vọng của
loại pin này

Tính mềm dẻo trong suốt
Dễ biến tính, có độ linh
động cao
Nhẹ và giá thành thấp


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. (Lo ại 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.


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


Tích hợp Pin Mặt Trời trên
các Tuabin gió

Một số hướng phát
triển đề ra

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

Tài
liệu
tham
khảo

1.
2.

Title Here

Tạp chí Physical review letters
Pinmattroi.com

Optional subtitle here


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!