Từ năm 2014 đến năm 2017, các nhà nghiên cứu tại Viện Khoa học vật liệu, Viện Hàn lâm khoa học và công nghệ Việt Nam đã thực hiện đề tài: “Chế tạo và nghiên cứu một số đặc điểm cấu trúc, tính chất quang điện của tổ hợp hệ hạt nano Au (Ag)/TiO2 nhằm ứng dụng cho pin mặt trời plasmonic thế hệ mới”.

Đề tài đã thu được một số kết quả như sau:

 - Đã thu được một số kết quả mới liên quan đến sự tương tác của kim loại xúc tác với vật liệu đế (Ge, Ga As...) phụ thuộc vào chiều dày của lớp Au tạo nên các cấu hình dây nano khác nhau, đặc biệt đã tạo ra được một số cấu hình mới ở dạng quả cầu hay khối đa mặt hình thành trên dây nano, cấu hình này có cấu trúc tinh thể , liên quan đến mặt năng tối ưu.

- Đã phát triển được công nghệ chế tạo được các dung dịch Au/TiO2 có hệ hạt Au khá đồng đều trong vùng từ 3-5 nm đến 15-20 nm phân bố đồng đều trong dung dịch, tức có thể điều khiển được kích thước và phân bố hê hạt Au theo ý muốn.

- Phổ hấp thụ phụ thuộc mạnh mẽ vào chiều dày Au/TiO2 NPs được phủ lớp bảo vệ PVP, các kích thước Au và các tỷ lệ Au đối với lượng TiO2 và vào nhiệt độ ủ: khi không có ủ nhiệt, có dịch chuyển xanh ở các mẫu màng mỏng Au/TiO2 có PVP so với mẫu màng mỏng Au/TiO2 không có PVP. Khi ủ nhiệt, các đỉnh hấp thụ của tất cả các màng mỏng Au/TiO2 được dịch chuyển về màu đỏ: nhiệt độ ủ nhiệt càng cao, sự dịch chuyển màu đỏ của các đỉnh hấp thụ càng lớn.

- Đã so sánh các công nghệ tạo màng Au/TiO2 khác nhau và rút ra công nghệ thích hợp: hệ hạt Au có kích cỡ 10 nm, hệ hạt TiO2 có kích cỡ 20-50 nm với chọn đế thích hợp . Dùng công nghệ bốc bay (evoparation) Au lên đế, rồi ử nhiệt ở 350 oC sẽ tạo ra hạt Au đồng đểu cách biệt nhau, sau đo spin- coating dung dịch Au(10%)/TiO2 lên đế này với chiều dày từ 2-3 μm một cách đồng đều. Công nghệ này chúng tôi thấy cho kết quả tốt nhất.

- Đã nghiên cứu đặc tính của đế glass/ITO có thêm lớp Si bằng công nghệ bốc bay hay phún xạ và nhận thấy: phổ hấp thụ đều tăng dịch về phía vùng IR từ 800 nm-1000nm. Kết quả này rất đáng chú ý, có thể dùng hệ hạt nano Si làm tăng thêm hiệu suất pin plasmonics

- Đã phát triển khá hoàn thiện quy trình công nghệ chế tạo mẫu pin plasmonics, đã chế tạo thử nghiệm gần 20 mẫu Pin plasmonics thử nghiệm, khảo sát một số tính chất. Tuy nhiên cần tối ưu hóa để nâng cao hiệu suất trong thời gian tới.

Công nghệ chế tạo các dung dịch Au/TiO2 với hệ hạt Au có kích thước điều khiển được có ý nghĩa thực tiễn cao, có thể ứng dụng trong chế tạo các màng mỏng Au/TiO2 ứng dụng trong chế tạo vật liệu linh kiện nano (sensor và pin mặt trời nano). Ngoài ra, công nghệ chế tạo pin chi tiết có thể dùng để chế tạo pin plasmonics có kích thước nhỏ (20x20) dùng trong nghiên cứu.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 13558/2017) tại Cục Thông tin Khoa học và Công nghệ Quốc gia.

N.P.D (NASATI)