- CHẾ TẠO MÀNG MỎNG DẪN ĐIỆN TRONG SUỐT ZnO BẰNG PHƢƠNG PHÁP ĐIÊ ̣N TƢ̉ XUNG (PED). - 1.1 Đặc điểm cấu trúc và tính chất của vật liệu ZnO 1.1.1 Cấu trúc lập phƣơng kiểu lục giác Wurtzite. - 1.1.2 Cấu trúc lập phƣơng đơn giản kiểu NaCl 1.1.3 Cấu trúc lập phƣơng giả kẽm. - 1.2 Cấu trúc vùng năng lƣợng. - 1.2.1 Cấu trúc vùng năng lƣợng của ZnO ở dạng lục giác Wurtzite 1.2.2 Cấu trúc vùng năng lƣợng của mạng lập phƣơng giả kẽm 1.2.3 Cấu trúc vùng năng lƣợng của mạng lập phƣơng kiểu NaCl 1.3 Tính chất điện. - 1.5.1 Vật liệu cấu trúc nano ZnO một chiều 1.5.2 Vật liệu bán dẫn từ pha loãng. - Một số nghiên cứu về cấu trúc tinh thể và tính chất của ZnO, ZnO pha kim loại chuyển tiếp. - 1.6.5.1 Phổ truyền qua của ZnO 1.6.5.2 Phổ hấp thụ. - 2.2 Phƣơng pháp phún xạ.. - 2.3 Phƣơng pháp lắng đọng màng mỏng bằng lắng đọng xung lazer ( PLD).. - 2.4 Phƣơng pháp PED. - Hệ thống ống phóng điện tử.. - Gia tốc chùm điện tử.. - Sự truyền chùm điện tử hội tụ.. - Quá trình lắng đọng. - Mối quan hệ giữa điện thế phóng và áp suất khí.. - Mối quan hệ giữa áp suất khí và chùm plasma.. - Mối quan hệ giữa áp suất và tỷ lệ lắng đọng. - Ảnh hƣởng của áp suất tới tính chất của màng. - CHƢƠNG 3: CHẾ TẠO LỚP MÀNG MỎNG DẪN ĐIỆN ZnO BẰNG PHƢƠNG PHÁP LẮNG ĐỌNG XUNG ĐIỆN TỬ (PULSED ELECTRON DEPOSITION – PED). - Bảng 2.2: Áp suất tối ƣu của một số chất làm màng mỏng Bảng 3.1: Thông số quá trình lắng đọng của các hệ mẫu Bảng 3.2: Các tính chất chuyển của hệ AZO-2. - Cấu trúc Wurtzite lục giác xếp chặt của mạng ZnO. - Cấu trúc liên kết tinhh thể. - Cấu trúc kiểu lập phƣơng đơn giản kiểu NaCl. - Cấu trúc lập phƣơng giả kẽm. - Vùng Brilouin của cấu trúc lục giác Wurtzite. - Hình 1.6: Cấu trúc đối xứng vùng năng lƣợng của ZnO. - Phổ nhiễu xạ tia X của màng ZnO ở nhiệt độ khác nhau… 20 Hình 1.8. - Sự dịch đỉnh phổ các mẫu dƣới điều kiện áp suất khác nhau. - Hình 1.10. - Sự thay đổi điện trở của màng ZnO khi nhiệt độ thay đổi… 21 Hình 1.11. - Sự phụ thuộc của điện trở suất và nhiệt độ. - Hình 1.12. - Hình 1.13. - Phổ tán xạ Raman của màng ZnO ở các nhiệt độ đế khác nhau. - Hình 1.14. - Hình 1.15. - Hình 1.16. - Hình 1.17. - Hình 1.18. - Hình 1.19. - Hình 1.20. - Ảnh SEM của mẫu màng trên đế thủy tinh ở nhiệt độ khác nhau. - Hình 1.21. - Phổ truyền qua màng ở các áp suất khác nhau. - Hình 1.22. - Phổ truyền qua màng ở các nhiệt độ khác nhau. - Hình 1.23. - Hình 1.24. - Phổ huỳnh quang màng ở các áp suất khác nhau. - Hình 1.25. - Phổ huỳnh quang màng ở các nhiệt độ khác nhau. - Mô hình hệ thống lắng đọng điện tử xung. - Nguồn điện tử. - Nguồn lắng đọng điện tử PEBS – 20. - Ống phóng điện tử. - Sắp xếp trong buồng lắng đọng. - Hình 2.10. - Hình 2.11. - Hình 2.12. - Bề mặt của mẫu ZnO chế tạo ở nhiệt độ đế 400 0 C, áp suất 10mTorr. - Giản đồ nhiễu xạ tia X của hệ AZO-1 chế tạo ở nhiệt độ phòng với các áp suất khí khác nhau. - Giản đồ nhễu xạ tia X của hệ AZO-2 chế tạo ở áp suất khí 3,5. - 5 và 10mTorr với nhiệt độ đế là 400 0 C. - Phổ hấp thụ của hệ AZO-1 chế tạo ở áp suất khí 3,5. - Phổ hấp thụ của hệ AZO-2 chế tạo ở áp suất khí 3,5. - Sự phụ thuộc của điện trở Hall vào cƣờng độ từ trƣờng H của mẫu lắng đọng ở áp suất 5mTorr trong hệ AZO-2. - Vấn đề ô nhiễm môi trƣờng hiện nay có xu hƣớng ngày càng nghiêm trọng, một trong những nguyên nhân đó là con ngƣời đã sử dụng quá nhiều các nguồn năng lƣợng hóa thạch. - Nguồn năng lƣợng chủ yếu này đang dần cạn kiệt và hết trong vài thập niên tới, xu hƣớng tiêu thụ nguồn năng lƣợng hóa thạch đƣợc coi là không bền vững. - Thay thế vào đó là chiến lƣợc phát triển bền vững bằng cách sử dụng các nguồn năng lƣợng tái tạo. - Sử dụng nguồn năng lƣợng mặt trời là một trong các hình thức cũng nằm trong chiến lƣợc đó. - Năng lƣợng mặt trời có có những ƣu điểm nhƣ: sạch, không gây ô nhiễm môi trƣờng, chi phí nhiên liệu và bảo dƣỡng thấp, an toàn cho ngƣời sử dụng.. - Để có nguồn năng lƣợng sạch đó, ngƣời ta phải phát triển ngành công nghiệp sản xuất pin mặt trời, góp phần thay thế các nguồn năng lƣợng hóa thạch và giảm phát sinh khí thải gây hiệu ứng nhà kính. - Vì vậy, đây đƣợc coi là nguồn năng lƣợng quý giá, có thể thay thế những dạng năng lƣợng cũng đang ngày càng cạn kiệt.. - Pin năng lƣợng mặt trời đầu tiên đƣợc phát minh vào năm 1946. - Cho đến nay, pin năng lƣợng mặt trời vẫn chƣa đƣợc sử dụng phổ biến do giá thành cao và hiệu suất còn thấp. - Các nhà khoa học và nhà sản xuất trên thế giới đã và đang không ngừng nghiên cứu để chế tạo pin năng lƣợng mặt trời có hiệu suất cao hơn, tuổi thọ dài hơn và giá thành thấp hơn.. - Trên thế giới hiện có mô ̣t số trung tâm nghiên cƣ́u mạnh về pin mặt trời màng mỏng CIGS, điển hình là NREL (My. - Tại các cơ sở này đã và đang thực hiện các dự án lớn về pin mặt trời màng mỏng CIGS, trong đó đã có các dự án xây dựng các dây chuyền sản xuất bằng các phƣơng pháp vật lý.. - Việt Nam là nƣớc nhiệt đới, có tiềm năng về năng lƣợng mặt trời. - Với vị trí địa lý thuận lợi, ở Việt Nam, nguồn năng lƣợng mặt trời có lƣợng bức xạ trung bình 5kW/m²/ngày với khoảng 2.000 giờ nắng/năm. - Bên cạnh đó, nguồn nhiên liệu tự nhiên dần cạn kiệt, trong khi các giải pháp thay thế nhƣ pin mặt trời lại chƣa đƣợc sản xuất rộng rãi. - Nhƣ vậy, để tăng trƣởng và phát triển bền vững, các nhà khoa học trong nƣớc cần nghiên cứu và sử dụng năng lƣợng sạch nói chung và năng lƣợng điện mặt trời nói riêng, sao cho có hiệu quả nhất. - Việc nâng cao hiệu suất của pin mặt trời là một điều vô cùng cần thiết. - Hƣớng nghiên cứu về pin mặt trời thế hệ loại mới này đang đƣợc một nhóm các nhà khoa học tại bộ môn Vật lý Nhiệt độ thấp, Khoa Vật lý, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội tiến hành. - Hiện nay, Trƣờng đã đƣợc trang bị hệ thống máy lắng đọng điện tử xung (PED) của công ty Neocera – Mỹ. - Hệ thống đƣợc chế tạo dựa trên công nghệ mới nhất của Neocera, nó đƣợc sử dụng để lắng đọng các chất siêu dẫn nhiệt độ cao, màng mỏng kim loại, chất phủ cứng bề mặt, lắng đọng màng polymer…, đó là một phƣơng pháp mới để chế tạo các màng mỏng chất lƣợng cao.. - Trong các lớp cấu thành của một pin mặt trời màng mỏng CIGS, lớp hấp thụ CIGS và lớp dẫn điện trong suốt ZnO có vai trò quan trọng hơn cả. - Đối với lớp hấp thụ CIGS, đã và đang có nhiều phƣơng pháp chế tạo đƣợc nghiên cứu. - Nhóm các phƣơng pháp cần chân không, gồm: đồng bốc bay từ các nguyên tố riêng rẽ, bốc bay từ hợp chất, lắng đọng hơi hóa học, phún xạ catot, epitaxy chùm phân tử, lắng đọng điện tử xung, lắng đọng bằng xung laze. - Nhóm các phƣơng pháp không cần chân không bao gồm: lắng đọng điện hóa, lắng đọng bởi nhiệt phân, phun sơn nhiệt.. - Ngô Đình Sáng (2013), Mô phỏng vật lý linh kiện, chế tạo và khảo sát tính chất một số lớp chính của pin mặt trời thế hệ mới trên cơ sở màng mỏng CIGS, Luận văn Tiến sĩ Vật lý, Trƣờng ĐHKHTN-ĐHQGHN.. - Phạm Hồng Quang, Ngô Đình Sáng, Đỗ Quang Ngọc (2011), “Chế tạo màng mỏng bằng lắng đọng xung điện tử (PED. - (2008), “Pulsed electron beam deposition of highly oriented thin films of polytetrafluoroethylene”, Applied Surface Science 254, pp. - A, 23(5), pp.1350-1353.. - (1989), “Preparation of dense films of crystalline ZrO2 by intense pulsed-electron-beam ablation”, J. - (2008), “Pulsed electron beam deposition of oxide thin films”, J. - “Growth of group III nitride films by pulsed electron beam deposition”, Journal of Solid State Chemistry 182, pp. - (2003), “Parameters that control pulsed electron beam ablation of materials and film deposition processes”, Appl. - Zhan P., Li Z., and Zhangjun Zhang (2011), “Preparation of Highly Textured ZnO Thin Films by Pulsed Electron Deposition”, Materials transactions 52(9), pp