NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG của PMT hữu cơ

• Điện tử trong vật liệu loại p (P3HT) bị photon kích thích nhảy lên trạng thái kích thích để lại (+) tạo nên cặp exciton, chỉ những exciton ở gần vùng chuyển tiếp p-n mới bị phân tách. Sau khi phân tách, e sẽ chuyển động trong vật liệu loại n (PCBM) tiến đến cực dương và (+) chuyển động trong vật liệu p tiến đến cực âm. Dòng điện xuất hiện

Pin lớp đôi (double layer cell):

Pin lớp trộn (blend layer cell)

Pin dạng phiến (Laminated layer cell)

Pin mặt trời silic khối

GV hướng dẫn : Lâm Quang Vinh

SV thực hiện :

ng Đức Tài

Pin mặt trời silic khối

MUÏC

LUÏC

GIỚI THIỆU

Vật liệu silicon

 Nguồn nguyên liệu dồi dào, giá thành rẻ

 Độ rộng vùng cấm phù hợp

Silic là tên một nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn nguyên tố có ký hiệu Si và số nguyên tử bằng 14, là nguyên tố phổ biến sau ôxy trong vỏ Trái Đất (25,7 %), cứng, có màu xám sẫm - ánh xanh kim loại, là á kim có hóa trị +4, Eg=1,1 eV.

CẤU TẠO

Cấu tạo cơ bản của pin mặt trời silic dạng khối

Điện cực dương (anot) Vùng chuyển đổi quang- điện

Điện cực âm (catot)

Để chuyển đổi quang năng thành điện năng đòi hỏi pin mặt trời phải có khả năng phân tách điện tử và lỗ trống (không cho qua trình tái hợp xảy ra)

Etx

Vùng nghèo là vùng mà ở đó nồng độ hạt tải tự do rất thấp.

Vùng nghè o

Etx hình thành tạo nên trạng thái cân bằng của pin mặt trời.

n

p

Chuyển tiếp p-n

CẤU TẠO

Silic loại p và silic loại n

Ec

Ed Ef

v Tinh thể Si loại n

Dopant sử thường dụng là các nguyên tố nhóm 5 như As, P

E

Ec

Tinh thể Si thuần doping

Ec

Ef

sử Dopant dụng thường là các nguyên tố nhóm 3 như B, Ga

v

v Tinh thể Si loại p

E Ef Ea E

CẤU TẠO

Chuyển tiếp p-n trong pin mặt trời silic khối

Dòng điện tử phụ

Dòng điện tử cơ bản

Etx

n

n

n

p

p

p

Ổn định dòng

Dòng lỗ trống phụ

Tiếp xúc

Vùng nghèo

Dòng lỗ trống cơ bản

Ec

Ec Ef

n p

Ef E

v

Et x E

Tiếp xúc

v

CẤU TẠO

Chuyển tiếp p-n trong pin mặt trời silic khối

Etx

Vùng nghè o Thế tiếp xúc và độ rộng vùng nghèo phụ thuộc vào nồng độ pha tạp

n

p

xn

- xp

Thế tiếp xúc [*]

[*] Donald A.Neamen, semiconductor physics and device

Độ rộng vùng nghèo [*]

CẤU TẠO

Mật độ dòng khi được chiếu sáng

E

Tốc độ sinh hạt tải lỗ trống

photon

Tốc độ tái hợp của lỗ trống

n

p

Phương trình Ambipolar

Lh

Le

Mật độ dòng tổng cộng

-xp

xe

0

Dòng electron

Dòng lỗ trống

Dòng lỗ trống sinh ra khi được chiếu sáng

Dòng bão hòa ngược ở trạng thái cân bằng của pin mặt trời.

Tổng kết

1. Một quá trình hấp thụ ánh sáng gây ra sự dịch chuyển hạt tải trong một vật chất (absorber) từ trạng thái cơ bản đến trạng thái kích thích.

2. Sự chuyển đổi của trạng thái kích thích thành cặp hạt tải

mang điện dương và hạt tải điện âm tự do.

3. Cơ chế vận chuyển khác biệt, gây ra kết quả là hạt tải điện âm tự do di chuyển về một phía (Cathode) và hạt tải điện dương tự do di chuyển về một hướng khác (anode).

4. Điện tử đi qua các linh kiện điện tử truyền năng lượng và trở trả

về kết hợp với hạt tải điện dương, bằng cách ấy absorber về trạng thái cơ bản.

ỨNG DỤNG

Gia đình

Tuổi thọ trung bình 30 năm

Truyền thông

Công trình lớn Giao thông vận tải