Thứ Bảy ngày 28/5/2022 Nhiệt liệt chào mừng Ngày Khoa học và Công nghệ Việt Nam 18-5: "Khoa học, công nghệ và đổi mới sáng tạo – Đẩy nhanh quá trình phục hồi, phát triển kinh tế - xã hội" Cấu trúc Cổng Đăng nhập
Tin tức - Sự kiện: Kết quả nghiên cứu, triển khai
Cập nhật: Thứ Năm, ngày 20/01/2022

Nghiên cứu chế tạo vật liệu perovskite cơ kim halogen trên cơ sở các cation hữu cơ khác nhau nhằm ứng dụng cho pin năng lượng mặt trời
Pin năng lượng mặt trời chuyển đổi năng lượng mặt trời thành năng lượng điện ngày càng được quan tâm nghiên cứu ở nhiều nước tiên tiến nhằm tận dụng một nguồn năng lượng sạch, tái tạo liên tục và vô hạn là năng lượng mặt trời. Một trong những vật liệu được phát triển trong những năm gần đây là vật liệu perovskite cơ kim halogen được sử dụng làm chất hấp thụ quang nhằm nâng cao hiệu suất chuyển đổi năng lượng của pin mặt trời. Nhóm vật liệu này có công thức chung là AMX3 và có cấu trúc tương tự canxititanat (CaTiO3), trong đó A là cation hữu cơ (CH3NH3 +, HC (NH2)2 +…); M là cation vô cơ (Pb2+, Sn2+…); X là anion halogen (I-, Cl-, Br -).
Vật liệu CH3NH3PbX3 (X = Br và I) được ứng dụng lần đầu tiên trong pin mặt trời năm 2009 cho hiệu suất chuyển đổi năng lượng (PCE) 3-4%. Từ đó đến nay, hiệu suất của pin mặt trời trên nền perovskite cơ kim halogen đã đạt đến khoảng 21.5% và tiếp tục là mối quan tâm của nhiều nhóm nghiên cứu trên thế giới. Khi pin mặt trời hoạt động, lớp perovskite cơ kim halogen là chất bán dẫn có khả năng hấp thụ ánh sáng mặt trời tạo ra các điện tử tự do và các lỗ trống. Điện tử dịch chuyển qua lớp bán dẫn loại n về cực âm, còn các lỗ trống dịch chuyển qua lớp bán dẫn loại p về cực dương.

Vật liệu perovskite cơ kim halogen mở ra tiềm năng cho việc phát triển các pin năng lượng mặt trời có hiệu suất cao. Một trong những định hướng phổ biến nhằm nâng cao hiệu suất của pin năng lượng mặt trời trên cơ sở vật liệu perovskite là thay thế một phần hoặc toàn phần ion kim loại Pb2+ bằng Sn2+ với các ion halogen khác nhau và ion phổ biến methylammonium [(CH3)NH3] +  hay kết tinh dưới dạng đơn tinh thể. Ngoài ra, một hướng nghiên cứu tiềm năng được đề xuất trên cơ sở các tính toán lý thuyết là thay thế cation methylammonium [(CH3)NH3] + bằng các ion hữu cơ khác nhằm nâng cao hiệu năng của vật liệu, đặc biệt là làm giảm hiện tượng trễ trên.

Với mong muốn trên, nhóm nghiên cứu do TS. Trương Thanh Tú, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên đứng đầu đã đề xuất thực hiện đề tài: “Nghiên cứu chế tạo vật liệu perovskite cơ kim halogen trên cơ sở các cation hữu cơ khác nhau nhằm ứng dụng cho pin năng lượng mặt trời”. Nhóm nghiên cứu tập trung nghiên cứu quy trình chế tạo và đặc tính cấu trúc vật liệu perovskite cơ kim halogen thay thế một phần hoặc toàn phần cation MA bằng các ion FA và GA tương ứng. Vật liệu chế tạo dự kiến kết tinh thành ba dạng: dạng bột đa tinh thể, đơn tinh thể, và dạng màng mỏng. Tương ứng mỗi dạng vật liệu sẽ được đặc trưng các đặc tính cấu trúc tinh thể, hình thái cấu trúc, và tính chất hấp thụ quang (đặc biệt đối với dạng màng mỏng). Kết quả thu được sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc lựa chọn vật liệu hấp thụ thích hợp ứng dụng cho pin năng lượng mặt trời hiệu suất cao. Điều này đặc biệt có ý nghĩa thực tiễn quan trọng trong bối cảnh các nguồn năng lượng hóa thạch đang đứng trước nguy cơ dần cạn kiệt, các quốc gia trên thế giới ngày càng quan tâm đến các nguồn năng lượng sạch được tái tạo liên tục và vô hạn, đặc biệt là năng lượng mặt trời.

Sau một thời gian triển khai thực hiện, đề tài thu được các kết quả như sau:

 - Đã tổng hợp được vật liệu perovskite cơ kim halogen trên cơ sở cation formamidinium (FA), bao gồm (i) đơn tinh thể với các hạt kích thước 0,5-1,5 mm perovskite MAxFA1-x PbI3 (x=0,15; 0,3; và 0,7); (ii) perovskite MAxFA1-x PbI3 (x = 0,4; 0,6; và 1) dạng bột với kích thước cỡ 200 mm; và (iii) đơn tinh thể FAPbIxBr3-x (x = 0; 1 và 2) với kích thước của các hạt tinh thể trung bình cỡ 0,5-1,5 mm;

- Đã tổng hợp được vật liệu perovskite cơ kim halogen trên cơ sở cation guanidinium (GA) dạng bột GAPbI3, GA2PbI4, GAPbBr3, GA2PbBr4 được tổng hợp bằng cách nghiền hỗn hợp tiền chất với các tỷ lệ và thành phần GA/MA, Br hoặc I khác nhau;

- Đã tổng hợp được màng mỏng vật liệu perovskite FAPbI3 được bền hóa bằng MABr có độ đồng nhất cao và bề dày trong khoảng 100-400 nm có khả năng hấp thụ trong vùng tử ngoại-khả kiến với biên tại 762 nm; màng FAPbBr3 có biên hấp thụ tại 534.5 nm; và màng GA2PbI4 có độ dày khoảng 300-500 nm có khả năng hấp thụ trong vùng tử ngoại-khả kiến

- Đã tổng hợp và phân tích cấu trúc đơn tinh thể các đơn tinh thể CH3NH3PbI3, CH3NH3PbI2Br, CH3NH3PbI0.25 Br2.75 và CH3NH3PbBr3 được chế tạo có kích thước đồng nhất lên đến 2 mm;

- Đã tổng hợp vật liệu perovskite cơ kim halogen chứa thiếc dạng bột CH3NH3SnBrCl3 và CH3NH3SnBrCl2 được bằng phương pháp hóa ướt đơn giản.

Như vậy, đề tài đã tổng hợp thành công các vật liệu perovskite cơ kim halogen khác nhau với cation hữu cơ thông dụng MA và các ion hữu cơ khác là FA và GA cùng thành phần vô cơ chủ yếu là Pb và I, Br với các thành phần khác nhau và các dạng bột, đơn tinh thể và màng mỏng. Những kết quả phân tích nhiễu xạ XRD đơn tinh thể và XRD dạng bột cùng các phép phân tích hóa lý khác cho phép hiểu rõ hơn về cấu trúc và tính chất của các vật liệu perovskite cơ kim halogen và để mở rộng ứng dụng trong lĩnh vực chính là pin năng lượng mặt trời cũng như trong các ứng dụng khác đối với quang điện tử hay laser…

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 16692/2019) tại Cục Thông tin Khoa học và Công nghệ Quốc gia.
https://vista.gov.vn/
Tin, bài cùng lĩnh vực
Nghiên cứu chọn tạo giống và gói kỹ thuật phát triển giống hoa lay ơn và hoa lan hồ điệp (27/5/2022)
Quá trình hình thành sao lùn nâu và các đặc tính cơ bản của đĩa trẻ xung quanh các sao lùn nâu (26/5/2022)
Phân lập chủng vi khuẩn có khả năng khử mặn cho nước ruộng (24/5/2022)
Phòng trị bệnh liên cầu khuẩn cho cá rô phi bằng thảo dược (24/5/2022)
Nghiên cứu thiết kế, chế tạo hệ thống tự động giám sát trạm quạt thông gió chính trong khai thác hầm lò (24/5/2022)
Nghiên cứu công nghệ sản xuất Prodigiosin từ vi khuẩn tái tổ hợp ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm (19/5/2022)
Nghiên cứu thiết kế, chế tạo hệ thống giám sát tủ tụ bù hạ thế từ trung tâm (19/5/2022)
Nghiên cứu sản xuất tấm nhựa từ khẩu trang y tế đã qua sử dụng (19/5/2022)
Nghiên cứu, xây dựng quy trình kiểm tra không phá hủy (NDT) ứng dụng để kiểm tra chất lượng và đảm bảo an toàn cho thiết bị chịu áp lực ở Việt Nam (16/5/2022)
Khai thác và phát triển nguồn gen vi khuẩn và nấm men nhằm tạo chế phẩm probiotic (16/5/2022)
Nghiên cứu vật liệu biến hóa trên cơ sở tinh thể quang tử (10/5/2022)
Nghiên cứu chế độ ăn đạt hiệu quả kinh tế và giảm ô nhiễm môi trường trong nuôi cá Tra thương phẩm (10/5/2022)
Nghiên cứu sản xuất peptide từ da ếch (04/5/2022)
Sản xuất giống cá rô phi đỏ (diêu hồng) chọn giống (04/5/2022)
Nghiên cứu sản xuất sinh khối nấm thượng hoàng để sản xuất thực phẩm chức năng (04/5/2022)
Nghiên cứu sản xuất sinh khối nấm thượng hoàng để sản xuất thực phẩm chức năng (29/4/2022)
Nghiên cứu ứng dụng Enzyme trong sản xuất Collagen (28/4/2022)
Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ từ than bùn để xử lý nước thải ao nuôi cá tra (27/4/2022)
Nghiên cứu chế tạo vật liệu tổ hợp nano rGO/SMO nhằm ứng dụng cho cảm biến khí (27/4/2022)
Nghiên cứu các giải pháp khoa học, công nghệ hạn chế xâm nhập mặn đối với các tầng chứa nước ven biển miền Trung trong bối cảnh biến hậu; ứng dụng thí điểm cho công trình cụ thể trên địa bàn tỉnh Ninh Thuận (27/4/2022)
Nghiên cứu thức uống hỗ trợ giải rượu bia từ cây nhàu (25/4/2022)
Bảo tồn và lưu giữ nguồn gen vật nuôi (21/4/2022)
Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo hệ thống điều khiển tự động cho thiết bị chiết xuất cao dược liệu (21/4/2022)
Nghiên cứu, chế tạo thiết bị sấy vật liệu rời có độ kết dính cao kiểu tầng sôi xung khí liên tục (20/4/2022)
Nghiên cứu về tác dụng hạ đường huyết của loài Camellia sasanqua (20/4/2022)
Nghiên cứu tính toán lũ vượt thiết kế theo QCVN 04-05 và đề xuất một số giải pháp đảm bảo an toàn công trình và giảm ngập lụt hạ lưu sông Ba (20/4/2022)
Nghiên cứu phát triển và chế biến thử nghiệm các sản phẩm từ quả bưởi (19/4/2022)
Nghiên cứu công nghệ sản xuất thép SCS15 để chế tạo nắp khuôn hộp kết tinh đúc phôi thép (18/4/2022)
Nghiên cứu sản xuất nhựa sinh học (18/4/2022)
Nghiên cứu công nghệ nuôi thâm canh tôm hùm thương phẩm bằng thức ăn công nghiệp trong hệ thống tuần hoàn (18/4/2022)
Vườn bảo tồn cây đầu dòng các giống hồ tiêu (15/4/2022)
Tổng hợp và nghiên cứu hiệu ứng đồng vận khả năng kích kháng bệnh trên cây trồng của vật liệu lai sử dụng oligochitosan (07/4/2022)
Sản xuất thử nghiệm vịt bố mẹ từ hai dòng vịt cao sản chuyên thịt V22 và V27 (05/4/2022)
Hà Nội: Sản xuất và ứng dụng phân bón lá dạng dịch từ bã men bia phục vụ sản xuất rau an toàn (04/4/2022)
Nghiên cứu giải pháp gây bồi, tạo bãi để trồng đai cây ngập mặn chắn sóng bảo vệ bờ biển, đê biển tại các bãi triều ngập sâu các tỉnh từ Tiền Giang đến Cà Mau (31/3/2022)
Ứng dụng tiến bộ Kỹ thuật xây dựng mô hình ương nuôi cua xanh (Scylla paramamosain) tại Hà Tĩnh (31/3/2022)
Chất ổn định từ bã nấm men bia cho quá trình chế tạo nano selen (28/3/2022)
Sản xuất tấm gốm làm đầu đốt hồng ngoại: Công nghệ “xanh” hữu dụng (24/3/2022)
Nghiên cứu quy trình ứng dụng buồng môi trường và hệ thống thử nghiệm cao áp để đánh giá chất lượng chuỗi cách điện silicon cấp điện áp tới 220kV (24/3/2022)
Hoàn thiện quy trình công nghệ chiết tách cao định chuẩn giảo cổ lam và sản xuất thuốc gylopsin phối hợp cao giảo cổ lam và chè dây (24/3/2022)
Sản xuất thử giống lúa lai hai dòng HQ21 tại các tỉnh phía Bắc (17/3/2022)
Sử dụng khoáng sét tự nhiên biến tính bởi oxit kim loại để hạn chế quá trình lan truyền của các hoá chất bảo vệ thực vật từ đất mặt ra môi trường nước (17/3/2022)
Hệ thống cân động phân loại trái cây: Hiệu quả cao (16/3/2022)
Tái tạo lưỡi trong điều trị ung thư (16/3/2022)
Nghiên cứu công nghệ sản xuất tấm gốm làm đầu đốt hồng ngoại (16/3/2022)
Nghiên cứu sản xuất men tạo hiệu ứng "hạt đường" sử dụng trong sản xuất gạch ốp, lát (16/3/2022)
Thiết kế, tổng hợp, thử tác dụng kháng ung thư của một số dãy dẫn chất acylhydrazon mới hướng hoạt hóa caspase (15/3/2022)
Giải trình tự và xây dựng hoàn chỉnh hệ gen người Việt Nam đầu tiên làm "trình tự tham chiếu" và bước đầu phân tích nhân chủng học tiến hóa người Việt Nam (15/3/2022)
Nghiên cứu xây dựng tiêu chí, quy trình tìm kiếm, nhận dạng và lựa chọn công nghệ sản xuất linh kiện, phụ kiện của công nghiệp hỗ trợ (15/3/2022)
Nano tấm Pd/M (M = Au, Pt) mới lạ với tính chất quang và hoạt tính xúc tác cao (11/3/2022)
Tải ứng dụng Khai báo y tế toàn dân NCOV
Ứng dụng trên IOS Ứng dụng trên Android
Thông báo về việc tổ chức Cuộc thi: Khởi nghiệp đổi mới sáng tạo tỉnh Quảng Trị năm 2022

Thông báo về việc đề xuất đặt hàng nhiệm vụ khoa học và công nghệ cấp tỉnh và cấp cơ sở, bắt đầu thực hiện năm 2023

V/v thông tin cuộc thi Ý tưởng khởi nghiệp – CiC 2022

Hướng dẫn quy trình hỗ trợ ứng dụng, nhân rộng các kết quả khoa học và công nghệ trên địa bàn tỉnh Quảng Trị năm 2022

Về việc phối hợp thực hiện Đề án: "Ứng dụng chế phẩm vi sinh vật trong sản xuất nông nghiệp giai đoạn 2021-2025, định hướng đến năm 2030 trên địa bàn tỉnh Quảng Trị"

Hiệu quả bước đầu từ các Dự án của “Chương trình hỗ trợ ứng dụng và chuyển giao tiến bộ KH&CN phục vụ phát triển kinh tế - xã hội nông thôn, miền núi” tại Quảng Trị
Thống kê truy cập
Số người online 1.339
Hôm nay 5.735
Hôm qua 6.251
Tất cả 5.594.103
© CỔNG THÔNG TIN ĐIỆN TỬ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUẢNG TRỊ
Cơ quan chủ quản: Sở Khoa học và Công nghệ Quảng Trị
Chịu trách nhiệm: Trần Ngọc Lân, Giám đốc Sở Khoa học và Công nghệ. Địa chỉ: 204 Hùng Vương, Đông Hà; ĐT: 0233.3550 382.
Thiết kế và xây dựng: Trung tâm Nghiên cứu, Ứng dụng và Thông tin KH&CN. Ghi rõ nguồn Dostquangtri khi sử dụng thông tin từ website này!