a. Tên luận văn: Nghiên cứu chế tạo vật liệu Perovskite cơ kim chì Halogen ứng dụng trong pin mặt trời
b. Họ và tên cá nhân thực hiện luận văn: Trịnh Văn Diện
c. Tên cơ quan cử đi học: Trung tâm GDNN - GDTX Tân Uyên
d. Tên Viện - trường thực hiện luận văn: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Tp. Hồ Chí Minh
đ. Mục tiêu nghiên cứu: Khảo sát một số điều kiện tạo màng perovskite ở dạng lớp mỏng trên điện cực anot ứng dụng vào pin mặt trời bằng phương pháp kết tinh hai bước (phương pháp nhúng)
e. Kết quả thực hiện (tóm tắt)
Năng lượng mặt trời được coi là năng lượng sạch, tái tạo liên tục và ít ảnh hưởng tới môi trường. Ngành công nghiệp chế tạo pin mặt trời cũng đã có những bước tiến đáng kể như hiệu suất pin ngày càng tăng, pin mỏng hơn, dễ uốn dẻo hơn, mở ra một tương lai tươi sáng nơi pin mặt trời được ứng dụng trong mọi lĩnh vực của đời sống. Trong số các loại pin mặt trời đang được nghiên cứu, có một loại pin chỉ vừa mới được các nhà khoa học để ý đến từ năm 2009, nhưng đã tạo ra bước đột phá hứa hẹn sẽ trở thành mũi nhọn trong nghiên cứu, phát triển pin mặt trời là pin perovskite.
Pin mặt trời perovskite (perovskite solar cell - PSC) là pin mặt trời chế tạo từ vật liệu perovskite lai hữu cơ vô cơ halogen CH3NH3PbX3 (trong đó X: Cl, I, Br). Nó hấp thụ ánh sáng, tách điện tích, dịch chuyển điện điện tích, và tích tụ điện tích là các bước chung trong quá trình làm việc của pin mặt trời. Ở Việt Nam, việc nghiên cứu về pin mặt trời perovskite vừa mới bắt đầu. Tuy nhiên các công bố khoa học trước đây chưa công bố chi tiết các điều kiện tối ưu để tạo màng perovskite. Do đó đề tài của tác giả Trịnh Văn Diện sẽ tập trung khảo sát tối ưu các điều kiện tạo màng perovskite bằng phương pháp nhúng hai bước trong dung dịch để đánh giá hình thái, ứng dụng của nó trong pin mặt trời.
Mục tiêu chính của nghiên cứu này là khảo sát một số điều kiện tạo màng perovskite ở dạng lớp mỏng trên điện cực anot ứng dụng vào pin mặt trời bằng phương pháp kết tinh hai bước (phương pháp nhúng).
Sau nghiên cứu, tác giả đã điều chế thành công MAI và PbI2 trong phòng thí nghiệm; tối ưu hóa được điều kiện tạo màng PbI2 trong suốt; điều chế thành công màng perovskite MAPbI3 từ tiền chất PbI2 trong dung môi DMF/DMSO bằng phương pháp nhúng hai bước trong dung dịch, khảo sát các điều kiện tối ưu tạo màng peroskite và phân tích, đánh giá bằng các phương pháp XRD, SEM cho thấy: Ở 2m30sx2 màng perovskite cho hình thái bề mặt, hiệu suất chuyển hóa PbI2 thành perovskite là tốt nhất.
Kết quả XRD và kết quả SEM hình thái của việc tạo màng perovskite có liên quan đến hiệu suất pin: Độ chuyển hóa của MAPbI3 (từ giản đồ nhiễu xạ XRD) tốt, màng perovskite xen phủ hoàn toàn và đồng nhất (từ SEM) sẽ cho pin điều chế được từ màng perovskite đó có hiệu suất cao; Pin tạo thành từ các màng perovskite điều chế được có khả năng ứng dụng vào pin mặt trời, cho hiệu ứng quang điện và hiệu suất chuyển hóa năng lượng PCE = 13.94%; tuy nhiên với phương pháp nhúng hai bước màng perovskite MAPbI3 tạo thành kém bền, kích thước hạt còn lớn.
f. Năm tốt nghiệp: 2019
(Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu luận văn tại Trung tâm Thông tin và Thống kê khoa học và công nghệ).