Chế tạo và khảo sát độ bền nhiệt của pin mặt trời chất màu nhạy quang

Abstract

Pin mặt trời chất màu nhạy quang (DSSC) được chế tạo theo quy trình lắp ráp riêng phù hợp với điều kiện phòng thí nghiệm ở Việt Nam. Pin đạt hiệu suất chuyển đổi năng lượng 8%, dòng ngắn mạch 17,5 mA/cm², thế mạch hở 0,752 V và hệ số lấp đầy 0,62, tương đương với các nghiên cứu trên thế giới. Độ bền của pin được khảo sát trong điều kiện thử nghiệm gia tốc ở 85°C trong 1.000 giờ, cho thấy tính năng của pin suy giảm đáng kể, hiệu suất giảm còn 0,83%, dòng ngắn mạch 2,5 mA/cm², thế mạch hở 0,621 V và hệ số lấp đầy 0,535. Phương pháp phổ tổng trở điện hóa (EIS) được áp dụng để xác định nguyên nhân suy giảm tính năng của pin trong quá trình phơi nhiệt trên cơ sở phân tích các mô hình mạch tương ứng với dữ liệu tổng trở. Kết quả cho thấy điện cực quang anod bị suy giảm tính năng thể hiện qua sự tăng tổng trở trên giao diện TiO₂/dung dịch điện ly sau 120 giờ phơi nhiệt. Sau 240 giờ phơi nhiệt sự giảm cấp của chất điện ly bắt đầu xảy ra thể hiện qua sự tăng điện trở khuếch tán. Sự giảm cấp của dung dịch điện ly còn được chứng minh qua sự phục hồi tính năng của pin khi thay mới dung dịch điện ly vào pin sau 1.000 giờ phơi nhiệt.