非晶硅/晶体硅异质结太阳电池载流子输运机制与界面钝化特性研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61274061
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    82.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0403.半导体光电子器件与集成
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Amorphous/crystalline silicon heterojunction (SHJ) solar cell is recognized as one kind of low cost and high efficiency solar cell in the world. However, it is difficult for most institutes and companies to obtain high efficiency currently, except for Sanyo, which indicates that SHJ solar cell has still not been understood clearly by the researchers. So, the proposed project here will investigate the carrier transport mechanisms of the SHJ solar cell carefully and make the dominant mechanism clear for high efficiency solar cell by temperature and illumination intensity dependent I-V curve testing. The energy band structure of the SHJ interface will be improved by performing doped hydrogen plasma pretreatment on the silicon substrate. Further, the plasma state of the amorphous silicon deposition will be in-situ monitored by plasma optical emission spectroscopy(OES). The plasma state dependence of the passivation effect of the amorphous silicon layer will be analyzed systematically. It is expected to reveal the passivation mechanism based on the plasma state. By the investigation of this project, the mechanism for SHJ solar cell to obtain high efficiency can be illuminated clearly and the expected achievements can provide theoritical guidance for the practical fabrication process of the SHJ solar cell.
非晶硅/晶体硅异质结(SHJ)太阳电池是国际上公认的一种低成本高效率的太阳电池,但除日本Sanyo公司外,世界各大研究机构或公司都难以获得高效率,说明人们对它的认识仍然不甚清楚。因而,本项目拟深入研究SHJ太阳电池的载流子输运机制,通过变温变光强I-V曲线测试,分析判明在高效电池中占主导地位的载流子输运类型;并通过对硅衬底进行掺杂氢等离子体预处理的方式来调节改善SHJ界面的能带结构;进而采用等离子体辉光发射谱(OES)对沉积非晶硅层的等离子体状态进行即时监测,分析确定非晶硅层钝化性能与等离子体状态间的依赖关系,从等离子体的角度揭示非晶硅层界面钝化的内在机制。通过本项目的研究,能够探明SHJ太阳电池的高效机理,从而对具体太阳电池制备工艺提供理论指导。

结项摘要

非晶硅/晶体硅异质结(SHJ)太阳电池被国际上公认为是高效硅太阳电池的“明智选择”,但各大研究机构或公司都难以获得像日本松下公司那样的高效率,说明人们对它的认识仍然不甚清楚。本项目深入研究了SHJ太阳电池的载流子输运机制,确定了高效非晶硅/晶体硅异质结太阳电池在工作电压条件下占主导的载流子输运机制是扩散机制,并给出了高效SHJ太阳电池的优化结构设计。开发了异质结界面实现高性能钝化的有效方法,简化的RCA清洗工艺结合金字塔绒面表面圆滑处理加上高性能非晶硅钝化层沉积是硅衬底获得长有效少子寿命的保证。确立了非晶硅层钝化性能与等离子体状态间的联系,等离子体光发射谱(OES)中的SiH/Hα发光峰比值可以作为监控非晶硅钝化性能的重要指标,相对较大的SiH/Hα发光峰比值可以带来好的钝化效果。进而确定了非晶硅内部微结构和成键状况与界面钝化特性之间的关系,富含SiH键的微结构较致密的非晶硅材料是获得优异界面钝化性能的首选。在所获得的理论研究成果基础上,通过具体优化制备工艺,使非晶硅钝化后的Cz硅衬底的有效少子寿命达到了9 ms以上,156 mm×156 mm的准方大面积SHJ太阳电池的开路电压达到了732 mV,效率达到了22.25%。本项目所获理论研究成果可为实际制备高性能SHJ太阳电池提供科学指导。所开发的实际电池制备技术也达到了国际先进水平,可为实现SHJ太阳电池的规模化生产打下良好基础。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(4)
专利数量(0)
Macroporous Silicon Formation on Low-resistivity p-type c-Si Substrate by Metal-catalyzed Electrochemical Etching
金属催化电化学刻蚀在低电阻率p型c-Si衬底上形成大孔硅
  • DOI:
    10.1016/s1452-3981(23)14088-0
  • 发表时间:
    2013-01
  • 期刊:
    International Journal of Electrochemical Science
  • 影响因子:
    1.5
  • 作者:
    Diao, Hongwei;Zhou, Chunlan;Li, Hailing;Wang, Wenjing
  • 通讯作者:
    Wang, Wenjing
Low-temperature sintering properties of the screen-printed silver paste for a-Si:H/c-Si heterojunction solar cells
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  • DOI:
    10.1007/s10854-014-1925-z
  • 发表时间:
    2014-04
  • 期刊:
    Journal of Materials Science: Materials in Electronics
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Diao, Hongwei;Zhang, Wenbin;Wang, Ge;Wang, Wenjing
  • 通讯作者:
    Wang, Wenjing
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    ECS Journal of Solid State Science and Technology
  • 影响因子:
    2.2
  • 作者:
    Diao, Hongwei;Li, Hailing;Zhou, Chunlan;Wang, Wenjing
  • 通讯作者:
    Wang, Wenjing
Choice of the low-temperature sintering Ag paste for a-Si:H/c-Si heterojunction solar cell based on characterizing the electrical performance
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    2015-01
  • 期刊:
    Journal of Alloys and Compounds
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Diao Hongwei;Zhang Wenbin;Wang Ge;Wang Wenjing
  • 通讯作者:
    Wang Wenjing
Plasma enhanced chemical vapor deposition of excellent a-Si:H passivation layers for a-Si:H/c-Si heterojunction solar cells at high pressure and high power
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  • DOI:
    10.1007/s11708-016-0437-3
  • 发表时间:
    2016-11
  • 期刊:
    Front. Energy
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Jingwei CHEN;Hongwei DIAO;Qi WANG;Wenjing WANG
  • 通讯作者:
    Wenjing WANG

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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