Chế tạo pin mặt trời (solar cell) tại gia

[bxngoc]

Một ý kiến đóng góp về cách làm solar cell của member ở forum otosaigon như sau:

1/ Ta có thể làm phòng không bụi bằng kính loại nhỏ , với máy hút bụi , máy rút chân không có 2 lổ được che bời 2 tay áo , cổ tay cột dây thun, để thò tay vào thao tác.
Nếu bề dâỳ mà là 20micro-m thì hạt bụi còn lớn hơn nữa.
2/ Phải có nước de-ion 18Mohm dể rữa kính và các vật muốn mạ.
3/ epoxy các rìa chung quanh hai mặt kính, tránh bị oxy hoá.
Có như vậy sp pin mặt trời mới bền và hiệu suất cao.

[phanta]

Kính dẫn điện đang là một vấn đề nan giải cuả DIY SolarCell vì SnO2 thì như bác Ngọc hỏi tới tiền triệu cho 1 kg. Mà không biết có phải mua cả bao 25 - 50Kg không nữa. Trong thời gian thử nghiệm ta có thể dùng giải pháp Vàng (Au) để thay thế. Sẽ đắt hơn, song bù lại ta lại được điện trở nhỏ hơn. Vậy là lại lợi về dòng (A). Để PT thử hỏi lại với cách này ta mất bao nhiêu tiền cho 1 cm². Nhưng quan trọng là thí nghiệm không hết ta có thể bán lại đc. Còn SnO2 thì chẳng biết làm gì :d

PT.

[phanta]

Không biết mấy cái tấm chắn màn hình vi tính xịn xịn có đủ dùng không các bác nhỉ?

màn hình vi tính thường nó tối màu, không lợi sáng cho ứng dụng Solar.

PT.

[minhtuandt]

các bác giup em với em cung thích lam pin SUN lam

[tranbao]

Bác liên lạc thử mấy hãng làm xà bông tắm thử coi. Xà bông để tắm hay có TiO2 lắm.

các bạn nếu có ở TPHCM thì thử ra chợ kim biên hỏi xem mình thấy họ có bán đó

[lanhuong]

to anh Phanta + Bxngoc và các bạn.

Theo yêu cầu của anh bxngoc, Lan Hương xin hỗ trợ phần thực hiện solarcell này. Có thể nói là tất cả các thứ chúng ta cần đều có thể chế tạo tại chỗ với ống nghiệm là ... ly tách, thiết bị phủ là ... cọ quét, thiết bị đun hoá học là ... bếp ga và nồi thuỷ tinh.

Bắt đầu từ kính dẫn điện.

Kính dẫn điện đang là một vấn đề nan giải cuả DIY SolarCell vì SnO2 thì như bác Ngọc hỏi tới tiền triệu cho 1 kg. Mà không biết có phải mua cả bao 25 - 50Kg không nữa. Trong thời gian thử nghiệm ta có thể dùng giải pháp Vàng (Au) để thay thế. Sẽ đắt hơn, song bù lại ta lại được điện trở nhỏ hơn. Vậy là lại lợi về dòng (A). Để PT thử hỏi lại với cách này ta mất bao nhiêu tiền cho 1 cm². Nhưng quan trọng là thí nghiệm không hết ta có thể bán lại đc. Còn SnO2 thì chẳng biết làm gì :d

PT.

Các loại kính dẫn điện hiện nay bán trên thị trường TPHCM dọc đại lộ Lê Lợi Q.1 đều có giá ... trên trời. mà kích thước không quá mặt LCD 4" (em hỏi thì họ nói giá 2 US / inch vuông, hic).

Thực ra kính dẫn điện tráng bạc hết sức dễ thực hiện với chất lượng tốt gấp nhiều lần kính tráng thiếc do có độ dẫn điện rất cao và rẻ hơn 50 lần --> 100 lần. Phương pháp tráng bạc lại có ưu điểm là làm thủ công được + mạ công nghiệp bằng phương pháp chân không được. Riêng mạ bạc thủ công để tạo ra kính soi mặt (gương soi) đã có từ thời nhà Hậu Lê tại Việt Nam (chuyện hay lắm nhưng kể thì dài). Người Trung Hoa đã phải sang "ăn cắp nghề" về phương Bắc và trở thành công nghệ kiêu hãnh của họ vào cuối Minh đầu Thanh. Sau này được phương Tây tiếp thu và hoàn chỉnh thành công nghệ Martin.

Kính dẫn điện lại không cần độ chính xác cao như gương soi hay kính phản chiếu kỹ năng khác, nên lại càng dễ thực hiện.

PP tráng bạc thủ công cổ điển : khử muối bạc bằng đường.

Phương pháp này cho lớp bạc "trong vắt", mỏng khoảng 1/10 micromet trên mặt thuỷ tinh, điện trở suất 400 ohm / m.

A/. Dụng cụ : (dùng đồ công nghiệp, ko cần độ tinh khiết cao, tất cả có ở chợ Kim Biên - Q5/ TPHCM)



1/. 1 cốc thuỷ tinh 1l , 1 cốc 250ml có vạch độ (cắt chai dịch truyền dùng còn tốt hơn mua), đũa khuấy thuỷ tinh, bông thấm nước và găng tay.

2/. Khoảng 5l --> 10l nước tinh khiết để pha dung dịch và rửa gương.

3/. Axit nitric đậm đặc để rửa gương.

4/. 4 loại dung dịch :

a. Nitrat bạc tinh thể 60g , thêm nước cho đủ 1000ml cho vào chai thuỷ tinh đậy kín. Không để dính vào da và để chỗ ít sáng, mát (tủ lạnh càng tốt).

b. Ammoni nitrat tinh thể 90g, thêm nước cho đủ 1000ml cho vào chai thuỷ tinh đậy kín. Dung dịch pha xong là dùng ngay.

c. Potassium hydroxid 150gr hay Natri hydroxid 105g, thêm nước cho đủ 1000ml cho vào chai nhựa đậy kín (gọi là xút KOH hay NaOH).

d. Đường trắng 100g, acid tartaric 5g, cồn 90% 150ml, thêm nước cho đủ 1000ml.

Hoà tan đường và acid tartaric với một ít nước trong cốc thuỷ tinh thật sạch. Nấu nhẹ gần sôi trong 10-10 phút để chuyển hoá đường. Cho một ít nước vào để làm nguội . Cho cồn vào (để bảo quản). Thêm nước cho đủ 1000ml.

B/. Thực hiện :

(còn tiếp)

Lan Hương.

[pvkhai]

Có thể mua cái USB Microscope 200X rẻ khoảng 40 $$$ để dùng có thể hữu ích khi làm mạch in hoặc khi hàn mấy con rệp lắm chân

Bác cho hỏi Cái USB Microscope 200X là gì hả bác, có phải dùng nó cắm vào máy tính để xem hình ảnh phóng đại lên 200X ? và mua ở đâu vậy?
Cám ơn!

[bxngoc]

Bác cho hỏi Cái USB Microscope 200X là gì hả bác, có phải dùng nó cắm vào máy tính để xem hình ảnh phóng đại lên 200X ? và mua ở đâu vậy?
Cám ơn!

Là kính hiển vi điện tử cắm vào máy tính bằng cổng USB phóng đại được 200 lần. Ở VN tớ không biết có bán không chứ China bán nhiều lắm

[lanhuong]

tráng bạc conductive glass (tiếp theo)

.....Có thể nói là tất cả các thứ chúng ta cần đều có thể chế tạo tại chỗ với ống nghiệm là ... ly tách, thiết bị phủ là ... cọ quét, thiết bị đun hoá học là ... bếp ga và nồi thuỷ tinh.

B/. Thực hiện :

1/. Vật liệu : kính dày 2 --> 3 mm không cần loại tốt (càng rẻ càng ... ngon)

2/. Rửa kính : Độ bám và bền của lớp bạc tuỳ thuộc rất lớn vào công đoạn này. Thứ tự là : rửa nước --> lau bằng xăng --> chùi bằng acid nitric đậm đặc vài lần với bông --> dội rửa nước sạch --> ngâm trong nước sạch (khi tráng mới mang ra khỏi nước lau khô).

3/. Tráng bạc : Kính đặt ngửa trên bàn, lấy cân bằng cho tốt để tránh dung dịch dồn về một phía.

a/. Ăn mòn để tăng độ bám dính và tăng chất lượng màng bạc : Gương sạch được quét dung dịch clorua thiếc 0.1% trong 5 phút. Ngay trước khi tráng, rửa lại gương bằng nước cất.

b/. Tráng bạc : Nhiệt độ dung dịch và gương rất quan trọng : tốt nhất là 18-24oC. Nếu trời nóng bức có thể dùng khăn ướt lau mặt dưới kính.

- Đặt gương trên bàn bằng phẳng, chêm kê cẩn thận để lấy cân bằng cho tốt, tránh cho dung dịch bị dồn về phía thấp.

- Cần xác định chính xác lượng dung dịch cho một lần tráng bằng cách dùng nước thử trước. Cần khoảng 50ml dd A cho 15 inch vuông gương.

- Đong chính xác thể tích dd A cần thiết vào cốc thuỷ tinh 1 lít.

- Rót chậm và luôn khuấy đều 1 thể tích như vậy dd B vào cốc dd A.

- Tiếp tục cho 1 thề tích như vậy dd C vào, những giọt cuối của dd C sẽ làm dd hơi đục. Soi dưới ánh sáng dd giống như trà loãng vậy.. Nếu dd vẫn trong, cho ngay vài giọt dd C vào (nếu dd chuyển thành nâu sẫm, thì dừng nhưng muốn lớp bạc mỏng thì châm thêm dd C một ít nữa). Dung sai khá rộng, nên không cần lo lắm việc hiệu chỉnh dung dịch.

- Châm thêm nước nếu thể tích dd không đủ.Lấy gương ra khỏi nứơc ngâm và đặt vào chậu cho tiếp xúc với dd bạc.

- Thêm dd D bằng 1/3 thể tích dd A và rót vào chậu.

- Kết tủa bạc : Phản ứng xảy ra tức thì, dd sẫm màu và chuyển sang đen hoàn toàn. Lắc gương nhẹ (như ngâm mạch in) để có lớp kết tủa bạc đều. Sau 2-3 phút ở 20 độ C thì trên mặt gương xuất hiện lớp bạc (nhớ đừng thử lấy gương ra xem). Gương phải ngâm khỏang 5 phút lớp bạc mới đủ. Kết tủa bạc xem như hoàn tất khi dd trở nên trong và bùn lắng trên bề mặt. Gương úp xuống sẽ không bị bám bùn, những hạt bùn bám có thể tẩy bằng cách lướt nhẹ cục bông gòn qua bề mặt gương lúc nó còn ngâm trong dd.

4/. Hoàn tất :

- Lấy gương ra và ngâm vào nước cất để rửa. Bề dày lớp bạc kiểm tra bằng cách soi qua ánh sáng. Lớp bạc dày thì rất khó nhìn thấy mặt trời hay dây tóc đèn điện qua nó nhưng cũng có thể nhìn thấy các vật thể dưới ánh sáng ban ngày.

- Gương phải làm khô nhanh. Có thể dùng quạt hay máy sấy tóc sấy ở nhiệt độ vừa phải. Thấm nước ở rìa đáy gương bằng giấy thấm hay bông hoặc vải mềm. Giữ gương gần như thẳng đứng, rửa nó bằng một ít cồn tuyệt đối.

- Đo kiểm độ dẫn điện. Khoảng 400 ohm / mét là đạt yêu cầu.



Chúc các anh chị và các bạn thành công.

Lan Hương.

[phanta]

Cám ơn LH rất nhiều

d. Đường trắng 100g, acid tartaric 5g, cồn 90% 150ml, thêm nước cho đủ 1000ml.

Hoà tan đường và acid tartaric với một ít nước trong cốc thuỷ tinh thật sạch. Nấu nhẹ gần sôi trong 10-10 phút để chuyển hoá đường. Cho một ít nước vào để làm nguội . Cho cồn vào (để bảo quản). Thêm nước cho đủ 1000ml.

Đường Gluco tinh khiết cũng khá sẵn, sao LH lại phải làm bước này cho thêm vất vả.

- Đo kiểm độ dẫn điện. Khoảng 400 ohm / mét là đạt yêu cầu.

Độ dẫn điện mà LH đưa ra 400 ohm / mét là với thiết diện nào, độ rộng của màng bạc là bao nhiêu?

PT.

[lanhuong]

Cám ơn LH rất nhiều

Đường Gluco tinh khiết cũng khá sẵn, sao LH lại phải làm bước này cho thêm vất vả.

Độ dẫn điện mà LH đưa ra 400 ohm / mét là với thiết diện nào, độ rộng của màng bạc là bao nhiêu?

PT.

1/. Đường thì em dùng đường RO công nghiệp cho nó dễ kiếm và ... rẻ. Từ đầu em nói là dùng đồ ... tầm tầm thôi anh. Tactaric Acid có thể thay bằng Ozalid acid hay ... nước chanh (cytric acid) cũng được.

Thời Hậu Lê đã làm được với chất liệu dân gian rồi mà.

Nói chung là có gì dùng nấy. Hihi.

2./ Điểm tiếp xúc để đo của em theo chuẩn Martin 1 milimet vuông, đo thì thầy mảnh lớn nhỏ, độ rộng màng bạc không ảnh hưởng bao nhiêu so với kết quả đo.

Phương pháp cụ thể : Lấy 2 kẹp giấy, kẹp tấm giấy bạc vào mép kính ở hai điểm đối tâm, tiết diện tiếp xúc thật sự khoảng 1 mm vuông. Dùng máy đo kim Simpson tổng trở 10 K Ohm, kẹp que đo vào hai tấm giấy bạc.

Thân ái.

Lan Hương.

[Le Thi Bich]

phương pháp của chị LH có thể tráng bạc lên một tấm phim nhựa không nhỉ?

[lanhuong]

TiO2 Degussa P25

phương pháp của chị LH có thể tráng bạc lên một tấm phim nhựa không nhỉ?

Được chứ. Nhưng trên nhựa (bakelite, nylon, composite v.v...) thì pha "ăn mòn và hoạt hoá bề mặt" phải chú ý để lâu hơn 2 đến 3 lần, nếu không thì lớp mạ bạc hoá học sẽ dễ bong tróc. Trong công nghiệp mạch in nylon hay phim nhựa thì người ta còn phum các dung môi ăn mòn mạnh (Acetone 20% + toluen 30% + H2O) và bốc hơi nhanh trong khí siêu khô (super dry Air) để có các lỗ hổng cấp nano.

Lớp bạc có thể tạo kết tủa dầy (10 um) hay rất dầy (300 --> 500 um) nếu khống chế tác nhân kết tủa (giảm bớt dung dịch C trong khâu (3/ - b/) của qui trình. Kết hợp với lỗ khoan trước trên nhựa thì ta sẽ có mạ xuyên lỗ rất đẹp.

to anh Phanta, bxngoc và các bạn.

Lan Hương xin tiếp phần hỗ trợ thực hiện solar cell ở chất liệu quang điện.

Như các anh đã thấy, chất liệu quang điện của project này là Titanic Ocide Degussa P25 được dùng với vị trí quang bán dẫn, là cốt lõi không thể thiếu của project. Nó là gì và chế tạo ra sao ?

Lan Hương đã thấy anh nào đó đăng tin rao vặt tìm mua TiO2 Degussa P25 thương phẩm, nhưng "con tàu Titanic" hình như bị ... đắm ở đâu đó ngoải khơi biển VN thì phải. Nghĩa là cái dễ dàng đã biến thành khó khăn vì thương mại.

Thực chất thì Titanic ocide TiO2 tinh thể từ lâu đã được dùng làm chất xúc tác quang hóa. TiO2 có nhiều dạng, trong đó Abatase và Rutil là hai dạng được quan tâm va2 sử dụng phổ biến nhất (Lan Hương xin giới thiệu tổng quan mà không đào sâu vì nó "đụng" vật lý lượng tử và hoá lập thể, dài dòng lắm).

A. Quang hoá :

Có rất nhiều chất bán dẫn khác nhau được sử dụng làm chất xúc tác quang như: TiO2, ZnO, ZnS, CdS… Khi được chiếu sáng có năng lượng photon (hv) thích hợp, bằng hoặc lớn hơn năng lượng vùng cấm EG (hv >= E(G)),
thì sẽ tạo ra các cặp electron (e-) và lỗ trống (h+). Các e được chuyển lên vùng dẫn (quang electron), còn các lỗ trống ở lại vùng hoá trị.
Các phân tử của chất tham gia phản ứng hấp phụ lên bề mặt chất xúc tác gồm hai loại:

•Các phân tử có khả năng nhận electron (Acceptor).
•Các phân tử có khả năng cho electron (Donor).

Quá trình chuyển điện tử có hiệu quả hơn nếu các phân tử chất hữu cơ và vô cơ bị hấp phụ trước trên bề mặt chất xúc tác bán dẫn (SC). Khi đó, các quang electron ở vùng dẫn sẽ chuyển đến nơi có các phân tử có khả năng nhận electron (A), và quá trình khử xảy ra, còn các lỗ trống sẽ chuyển đến nơi có các phân tử có khả năng cho electron (D) để thực hiện phản ứng oxy hoá.



B/. Anatase và Rutile :

Cấu trúc của dạng tinh thể anatase và rutile thuộc hệ tinh thể tetragonal. Cả 2 dạng tinh thể trên đều được tạo nên từ các đa diện phối trí TiO6 cấu trúc theo kiểu bát diện (hình vẽ), các đa diện phối trí này sắp xếp khác nhau trong không gian. Tuy nhiên trong tinh thể Anatase các đa diện phối trí 8 mặt bị biến dạng mạnh hơn so với Rutile, khoảng cách Ti-Ti ngắn hơn và khoảng cách Ti-O dài hơn. Điều này ảnh hưởng đến cấu trúc điện tử của hai dạng tinh thể, kéo theo sự khác nhau về các tính chất vật lý và hóa học.



Trong tự nhiên dạng tinh thể Anatase và Rutile thường phổ biến hơn các dạng khác.

Xét về xúc tác quang hoá, rõ ràng Anatase có hoạt tính cao hơn Rutil ( không kể những dạng thù hình khác) vì rutil điều chế ở nhiệt độ cao nên xảy ra sự dehydrat hoá triệt để trên toàn bề mặt .Trong khi đó Anatase điều chế ở nhiệt độ thấp hơn nên trên bề mặt của nó vẩn còn các gốc OH [ -Ti<OH] ---> dễ dàng hấp phụ các chất trên bề mặt.diện tích bề mặt riêng của anatas cao hơn rutil như đã nói ở trên.

Nhưng thực tế cho thấy rằng sử dụng chất xúc tác TiO2 khi sử dụng 100% anatas không cho hoạt tính cao hơn khi sử dụng hổn hợp gồm anatas/rutil =70/30. Điều này được giải thích như sau : Cả Anatas và Rutil đều có năng lượng vùng hoá trị là như nhau, nhưng Rutil có năng lượng vùng dẫn thấp hơn năng lượng vùng dẫn của anatas là 0.3 eV. Do đó điện tử quang sinh dễ dàng đi vào vùng dẫn của rutil làm tăng khả năng đi vào vùng dẫn của điện tử trong chất bán dẫn TiO2.

TiO2 Degussa P25 thương phẩm là hỗn hợp gồm 75% Anatase + 25% Rutil.

C/. Chế tạo Anatase và Rutile :

Một đất nước giàu có quặng titan ... đến nỗi đắp nến nhà như Việt Nam mà xuất khẩu quặng Titan giá ... cát rồi nhập lại TiO2 giá ... vàng thì ... kỳ quá ...

(còn tiếp)

Thân ái.

Lan Hương.

============================

Bài có tham khảo http://www.congnghehoahoc.org

[phanta]

Lớp bạc tráng của LH có bị phạn xạ ánh sáng nhiều không kẻo làm giảm hiệu suất của Pin. Vì bạc phản xạ ánh sáng khá tốt.

Đối với pp dát vàng (Au) thì PT cũng đã hỏi đc, 1 chỉ vàng có thể dát mỏng thành 1m². Tính ra mất 170 Đồng/cm².

Nguyên liệu

Đặt hàng vàng - bạc dát mỏng (có thể một số cửa hàng dát sẵn cho thợ dát)

Phương pháp dát

1 - Làm sạch bề mặt kính như với tráng bạc.

2 - Nhẹ nhàng lấy một "tờ" đặt lên kính. Lấy chổi lông nhỏ phết nhẹ nhàng từ trong ra ngoài rìa.

Lưu ý: Khi làm phải thả mùng tránh gió trời và đeo khẩu trang tránh hơi thở có thể làm bay các "tờ" vàng mỏng manh. Có thể làm một cái hộp bằng kính hay mika trong, có khoét 2 lỗ tròn vừa đủ để thò tay thao tác thoải máim may một cổ tay chun dán quanh lỗ. Cổ chun thì để luồn tay.

Đây là cách dát vàng của thợ "sơn son thiết vàng" cho tượng gỗ, khá chắc. Còn trên kính thì chưa có thực nghiệm nên cũng chưa đo đc điện trở.

PT.

[lanhuong]

Lớp bạc tráng của LH có bị phạn xạ ánh sáng nhiều không kẻo làm giảm hiệu suất của Pin. Vì bạc phản xạ ánh sáng khá tốt.

Đối với pp dát vàng (Au) thì PT cũng đã hỏi đc, 1 chỉ vàng có thể dát mỏng thành 1m². Tính ra mất 170 Đồng/cm².

Nguyên liệu

Đặt hàng vàng - bạc dát mỏng (có thể một số cửa hàng dát sẵn cho thợ dát)

Phương pháp dát

1 - Làm sạch bề mặt kính như với tráng bạc.

2 - Nhẹ nhàng lấy một "tờ" đặt lên kính. Lấy chổi lông nhỏ phết nhẹ nhàng từ trong ra ngoài rìa.

Đây là cách dát vàng của thợ "sơn son thiết vàng" cho tượng gỗ, khá chắc. Còn trên kính thì chưa có thực nghiệm nên cũng chưa đo đc điện trở.

PT.

Cách mà anh Phanta nêu trên gọi là thiếp vàng , chế độ phản quang 85 --> 90%.

Phương pháp mạ bạc hoá học tạo được lớp bạc trong suốt, là mạng phân tử ngoằn ngoèo khi nhìn dưới ATM. Chế độ phản quang 15% --> 22%. trong đó có >10% là phát quang thứ cấp (đập vào các lớp dưới và phản xạ toàn phần).

Chi phí mạ bạc cho 1 Dm2 là 2500 đ --> 5500 đ VN (tuỳ độ dày mỏng của lớp mạ, theo báo giá của hàng tráng kính Lan Anh, Phó Hải Thượng Lãn Ông, Q5, TP HCM).

Lan Hương.