Fullerene-based nano-structured materials and solar cells

富勒烯基纳米结构材料和太阳能电池

基本信息

  • 批准号:
    15360175
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 5.06万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    2003
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2003 至 2005
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The aim of this research is (1)development of structure control technique of C_<60>/a-C superlattice structures, (2)characterization of optical and electrical properties of the superlattice structures for solar cell applications, (3) basic investigation of organic solar cells using C_<60>-based nano-structures.1.a-C layer was formed by the irradiation of nitrogen radicals from rf plasma source onto C_<60> layer. We found that the character of the resulted a-C films depended on the flux of nitrogen ions.2.We observed the blue shift of light absorption edge in C_<60>/a-C superlattice structures with the thinner a-C well thickness, and suggested that the effective band gap energy could be controlled by the superlattice structure.3.The solar cells with _C_<60>/a-C superlattice structure as i-layer sandwiched between p-a-SiC and n-a-Si were fabricated. The cell showed low efficiency of 10^<-6>-10^<-5>%. To increase the cell efficiency, the conductivity control by impurity doping and the reduction of defect density in a-C layer are necessary.4.Mg-doping in C_<60> films was investigated to control the conductivity. The resistivity of Mg-doped C_<60> films deposited by the co-evaporation method reduced in 6 orders of magnitude.5.The hydrogen treatment of a-C films was investigated to reduce defect density. ESR spin defect density much depended on the hydrogen treatment time, which was necessary to optimize.6.The C_<60>/organic molecules hetero interface was investigated for organic solar cells using C_<60>-based nano-structures. It was confirmed that Copper-Phthalocyanine was deposited with standing molecular plane onto the C_<60>(111) surface.
本研究的目的是(1)开发C_<60>/a-C超晶格结构的结构控制技术,(2)表征用于太阳能电池应用的超晶格结构的光学和电学性质,(3)有机太阳能的基础研究使用C_<60>基纳米结构的电池。1.a-C层是通过将来自射频等离子体源的氮自由基照射到C_<60>层上而形成的。我们发现所得a-C薄膜的特性取决于氮离子的通量。2.我们观察到a-C阱厚度较薄的C_<60>/a-C超晶格结构中光吸收边的蓝移,并提出有效带隙能量可以通过超晶格结构控制。3.以_C_<60>/a-C超晶格结构作为i层夹在p-a-SiC和n-a-Si 被制造出来。该电池表现出10^<-6>-10^<-5>%的低效率。为了提高电池效率,必须通过杂质掺杂来控制电导率,并降低a-C层的缺陷密度。4.研究了C_<60>薄膜中Mg掺杂对电导率的控制。共蒸发法沉积的Mg掺杂C_<60>薄膜的电阻率降低了6个数量级。5.研究了氢处理a-C薄膜降低缺陷密度的方法。 ESR自旋缺陷密度很大程度上取决于氢处理时间,这对于优化是必要的。6.利用C_<60>基纳米结构研究了有机太阳能电池的C_<60>/有机分子异质界面。证实铜-酞菁以直立的分子平面沉积在C_ 60 (111)表面上。

项目成果

期刊论文数量(20)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Interface Structures Analysis between C_(60)and CuPc for Organic Solar Cells
有机太阳能电池C_(60)与CuPc界面结构分析
  • DOI:
  • 发表时间:
    2006
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Yusuke Yamashita
  • 通讯作者:
    Yusuke Yamashita
C_(60)/a-C Superlattice Structures for Solar Cell Applications
用于太阳能电池应用的 C_(60)/a-C 超晶格结构
  • DOI:
  • 发表时间:
    2005
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Nobuaki Kojima
  • 通讯作者:
    Nobuaki Kojima
Defect Density Reduction in a-C Layers for C^/a-C Superlattice Solar Cells
C^<60>/a-C 超晶格太阳能电池的 a-C 层缺陷密度降低
  • DOI:
  • 发表时间:
    2005
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Nobuaki Kojima
  • 通讯作者:
    Nobuaki Kojima
Mg Doping in C_(60)/a-C Superlattice Solar Cells
C_(60)/a-C超晶格太阳能电池中的镁掺杂
  • DOI:
  • 发表时间:
    2006
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Nobuaki Kojima
  • 通讯作者:
    Nobuaki Kojima
C_/a-C Superlattice Structures for Solar Cell Applications
用于太阳能电池应用的 C_<60>/a-C 超晶格结构
  • DOI:
  • 发表时间:
    2005
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Nobuaki Kojima
  • 通讯作者:
    Nobuaki Kojima
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  • 资助金额:
    $ 5.06万
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    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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