Si衬底上InGaP/GaAs/Ge和InGaP/GaAs/SiSnGe/Ge多结太阳能电池材料生长与器件制备研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    61006046
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    21.0万
  • 负责人：
    方妍妍
  • 依托单位：
    华中科技大学
  • 学科分类：
    F0403.半导体光电子器件与集成
  • 结题年份：
    2013
  • 批准年份：
    2010
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2011-01-01 至2013-12-31

项目摘要

化合物半导体多结太阳能电池因其高转换效率、高可靠性等特点，有着广阔的应用前景，是目前光伏领域的研究热点。然而，传统三结太阳能电池InGaP/GaAs/Ge还存在成本高昂、转换效率可进一步提高等问题。本课题拟采用基于特殊表面活性剂（GeH3）2CH2的气源分子束外延生长技术，显著降低表面自由能，有效促进Ge的二维生长，获得高质量且较厚的大偏角Si衬底Ge薄膜。并在其上制备Si衬底InGaP/GaAs/Ge三结太阳能电池，从而达到降低成本的目的。为了进一步通过子电池数目的增加提高多结太阳能电池的转换效率，采用基于超高活性SnD4的高真空化学气相沉积方法，以Si衬底Ge外延薄膜为基底，在热力学非平衡态下生长与Ge晶格匹配、带隙宽度约为1.0eV的SiSnGe子电池材料，并将其插入GaAs和Ge子电池之间，从而制备出高性能Si衬底InGaP/GaAs/SiSnGe/Ge四结太阳能电池。

结项摘要

本项目为解决传统Ge衬底InGaP/GaAs/Ge化合物半导体多结太阳能电池存在的价格昂贵，效率可进一步提升的问题，在材料生长技术和器件结构设计上提出了以下两种可能解决方法：(1) 在降低成本方面， 采用Si衬底Ge薄膜取代Ge衬底。（2） 在提升转换效率方面，可通过在InGaP/GaAs/Ge三结电池结构的GaAs子电池和Ge子电池中插入一个带隙在1.0eV左右，同时和Ge晶格匹配的子电池，形成四结级联结构来获得。对于前者，本项目利用MBE系统在Si衬底上制备了较高质量的Ge薄膜，其（004）半高宽为180弧秒，表面平整度RMS为0.6nm，为Si衬底Ge薄膜上的多结太阳能电池的研发提供了较好的基础。对于后者，本项目进行了：（1）在Ge基底上生长制备了晶格常数与Ge较为匹配的、带隙约为1.0eV的SiGeSn材料；（2）在Ge/GaAs上制备了带隙约为1.0eV的高密度InAs量子点。另外，本项目还重点研究了Ge基底上GaAs极性材料的生长，结果表面通过采用AlGaAs插入层可以有效改善GaAs材料的表面形貌和晶体质量，并且可以大幅抑制GaAs和Ge之间的互扩散。在上述基础上，最后进行了Si衬底Ge薄膜上多结太阳能电池的生长。

项目成果

期刊论文数量（9）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（7）
Effect of the Al0.3Ga0.7As interlayer thickness upon the quality of GaAs on a Ge substrate grown by metal-organic chemical vapor deposition
金属有机化学气相沉积 Ge 衬底上 Al0.3Ga0.7As 中间层厚度对 GaAs 质量的影响
  • DOI：
    10.1116/1.4809514
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    Journal of Vacuum Science and Technology B: Microelectronics Processing and Phenomena
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Senlin Li;Qingqing Chen;Jin Zhang;Huiquan Chen;Wei Xu;Hui Xiong;Zhihao Wu;YanYan Fang;Changqing Chen
  • 通讯作者：
    Changqing Chen
Improved Performance of GaN-Based Light-Emitting Diodes via AlInGaN/InGaN Electron-Emitting Layer
通过 AlInGaN/InGaN 电子发射层提高 GaN 基发光二极管的性能
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Applied Physics Express
  • 影响因子：
    2.3
  • 作者：
    Changqing Chen;Zhihao Wu;Yang Li;Jin Xu;Wei Zhang;Hui Xiong;Yu Tian;Jiangnan Dai;Yanyan Fang
  • 通讯作者：
    Yanyan Fang
Uniform InAs Quantum-dots on vicinal GaAs (100) substrates by pulsed atomic layer epitaxy via metal-organic chemical vapor deposition
通过金属有机化学气相沉积脉冲原子层外延在邻位 GaAs (100) 衬底上形成均匀的 InAs 量子点
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Optoelectronics and Advanced Materials-Rapid Communications
  • 影响因子：
    0.5
  • 作者：
    Minghui Song;Yanyan Fang;Hui Xiong;Zhihao Wu;Jiangnan Dai;Changqing Chen
  • 通讯作者：
    Changqing Chen
The Effect of AlN Nucleation Temperature on the Growth of AlN Films via Metalorganic Chemical Vapor Deposition
AlN成核温度对金属有机化学气相沉积AlN薄膜生长的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Journal of Electronic Materials
  • 影响因子：
    2.1
  • 作者：
    Hu Wang;Senlin Li;Hui Xiong;Zhihao Wu;Jiangnan Dai;Yu Tian;Yanyan Fang;Changqing Chen
  • 通讯作者：
    Changqing Chen
Effects of Al0.3Ga0.7As interlayer with pulsed atomic layer epitaxy on heterogeneous integration of GaAs/Ge grown by MOCVD
脉冲原子层外延Al0.3Ga0.7As中间层对MOCVD生长GaAs/Ge异质集成的影响
  • DOI：
    10.1016/j.jallcom.2013.12.092
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    Journal of Alloys and Compounds
  • 影响因子：
    6.2
  • 作者：
    Shichuang Sun;Zhiqiang Qi;Huiquan Chen;Xuehua Wang;Wu Tian;Feng Wu;Zhihao Wu;Jiangnan Dai;Changqing Chen
  • 通讯作者：
    Changqing Chen

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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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