室温辐照吸杂研究和应用于提高硅太阳电池效率的探索

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    91433119
  • 项目类别:
    重大研究计划
  • 资助金额:
    100.0万
  • 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:
    2017
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2017-12-31

项目摘要

The presence of transition-metal impurities is vitally harmful to the performance of solar cells. All the reported gettering methods for transition-metal impurities need high-temperature processes. Beginning with an observation on an abnormal novel phenomenon, we have systemally studied on the room temperature radiation gettering of transition metals in the bulk of Si, and put forward two patents and two papers. Trough many experiments, we have proved that in the condition of introducing surface defect region as gettering sinks, 60Co γ-ray radiation or 3-5MeV electron irradiation both with a very small dose (e.g. 50Gy) can stimulate the gettering of Au in the bulk of Au-implanted Si samples, i.e. the distribution of Au markedly shifts toward the surface gettering defect region at room temperature. The present application aims at: elucidating the mechanism of the room-temperature radiation gettering of Au in Si, Which type of transition-metal impurities other than Au in Si wafers with gettering defects can also have the room-temperature radiation gettering effect? What are the mechanisms on the roles of the gettering defect region and the two types of radiation? How to optimize the gettering defect region and the radiation parameters to fully play the room-temperature gettering effect? Combining the optimized gettering defect region with optimized small dose γ-ray radiation or electron irradiation, Au and some other transition metals in the active region of Si solar cells can be gettered to the gettering defect region under room temperature. As a result, the efficiencies of Si solar cells can be improved with very low cost (due to the very low cost of very small dose radiation and that of forming the gettering defect region).
过渡金属杂质对太阳电池的性能有多方面危害。已有对过渡金属杂质的吸杂都在高温进行。我们在太阳电池研究中从发现反常的新现象开始到系统研究,提出两项专利和两篇论文,都涉及硅中过渡金属的室温辐照吸杂。我们以多种实验证明:在具有表面吸杂缺陷区的前提下,很低剂量(如50Gy)60Co伽玛射线或3-5 MeV电子辐照激励下,离子注入Si中Au的分布在室温下移向表面吸杂缺陷区。本申请拟研究:阐明我们发现的Si中Au室温辐照吸杂的机制;除Au外,Si中还有什么杂质也有类似的室温辐照吸杂效应?吸杂缺陷区、伽玛射线和电子辐照各起什么作用?如何优化吸杂缺陷区和辐照参数,使之充分发挥室温吸杂作用?探索将优化的吸杂缺陷区与很低剂量伽玛射线或高能电子辐照相结合,在室温下将硅太阳电池有源区中Au等过渡金属杂质驱赶到吸杂缺陷区,从而实现很低成本下提升硅太阳电池的效率(很低剂量辐照和引入缺陷区的成本都很低)。

结项摘要

我们团队于2013年发现:在等离子体处理导致表面缺陷区的基础上,低剂量60Co伽玛射线的激励能在室温下将Si中Au原子部分地提取到Si表面。在此基础上,本项目的研究中有如下进展:一,与60Co伽玛射线相比,5MeV电子辐照对Si中Au原子有明显更强的吸杂效应。二,对于重要化合物半导体GaAs中重要杂质Cr的研究证明,等离子体处理GaAs表面加上60Co伽玛射线辐照能在室温下将GaAs体内部分的Cr提取到GaAs表面。三,对于重要化合物半导体GaN中Pt的研究证明,等离子体处理GaN表面, 加上60Co伽玛射线辐照能在室温下将GaN体内部分的Pt提取到GaN表面。实验还证明,与60Co伽玛射线相比,5MeV电子辐照对GaN中Pt原子有明显更强的吸杂效应。上述原创性的等离子体处理与辐照相结合的室温吸杂效应与方法对如何降低半导体中有害杂质的浓度有重要意义。在本项目研究的基础上,我们将进一步研究本吸杂方法在提高太阳电池效率和光电探测器灵敏度方面的应用。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(2)
专利数量(14)
Ambient-temperature diffusion and gettering of Pt atoms in GaN withsurface defect region under 60Co gamma or MeV electron irradiation
60Co γ或MeV电子辐照下表面缺陷区GaN中Pt原子的常温扩散与吸杂
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Nuclear Inst. and Methods in Physics Research B
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Ruixiang Hou;Lei Li;Xin Fang;Ziang Xie;Shuti Li Weidong Song;Weidong Song;Rong Huang Jicai Zhang;Jicai Zhang;Zengli Huang Qiangjie Li;Qiangjie Li;Wanjing Xu Engang Fu;Engang Fu;G.G. Qin
  • 通讯作者:
    G.G. Qin
Room-temperature diffusion and gettering of Au in silicon stimulated by MeV electron irradiation.
兆电子伏电子辐照刺激下金在硅中的室温扩散和吸杂。
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    J. Phys. D: Appl. Phys. 2015201522
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Laixiang Qin;Yu Zhang;Ruixiang Hou;Ziang Xie;Wei Wang;Wanjing Xu;G.G. Qin
  • 通讯作者:
    G.G. Qin
Room-temperature plasma doping without bias power for introduction of Fe, Au, Al, Ga, Sn and In into Si
无偏置功率的室温等离子体掺杂将 Fe、Au、Al、Ga、Sn 和 In 引入 Si 中
  • DOI:
    10.1007/s00339-016-0477-x
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Applied Physics A
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Ruixiang Hou;Ziang Xie;Lei Li;Xixi Xie;Xiaolong Xu;Xin Fang;Li Tao;Wanjing Xu;Nongnong Ma;Youqin He;Xiao Chen;Shixiang Peng;Engang Fu;Zhigang Yuan;G.G.Qin
  • 通讯作者:
    G.G.Qin
Doping Si, Mg and Ca into GaN based on plasma stimulated room-temperature diffusion
基于等离子体刺激室温扩散将 Si、Mg 和 Ca 掺杂到 GaN 中
  • DOI:
    10.1007/s00339-017-0989-z
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    APPLIED PHYSICS A-MATERIALS SCIENCE & PROCESSING
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Hou Ruixiang;Fang Xin;Li Lei;Li Shuti;Song Weidong;Xie Xixi;Xie Ziang;Xu Wanjing;Pan Shuan;Li Dan;Xiao Chijie;Qin G. G.
  • 通讯作者:
    Qin G. G.

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其他文献

1.54 mu m electroluminescence from p-Si anode organic light emitting diode with Bphen: Er(DBM)(3)phen as emitter and Bphen as electron transport material
使用 Bphen: Er(DBM)(3)phen 作为发射极和 Bphen 作为电子传输材料的 1.54 μm 电致发光 p-Si 阳极有机发光二极管
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
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  • 作者:
    秦国刚
  • 通讯作者:
    秦国刚
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高效颜色可调 n-CdSxSe1
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    J. Mater. Chem.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    秦国刚
  • 通讯作者:
    秦国刚
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具有金/石墨烯肖特基电极的高性能单 CdS 纳米线(纳米带)肖特基结太阳能电池
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    ACS Appl. Mater. & Interfaces
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    秦国刚
  • 通讯作者:
    秦国刚
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简易化学气相沉积法合成的 CdSe/SiO2 纳米电缆的激光发射
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Nanoscale
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    秦国刚
  • 通讯作者:
    秦国刚
Multilayered graphene used as anode of organic light emitting devices
多层石墨烯用作有机发光器件的阳极
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Appl. Phys. Lett.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    秦国刚
  • 通讯作者:
    秦国刚

其他文献

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秦国刚的其他基金

等离子体处理与高能电子辐照相结合激励Si和GaAs中杂质原子室温扩散
  • 批准号:
    11674004
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  • 批准号:
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  • 批准年份:
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  • 项目类别:
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  • 批准号:
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    90201037
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相似国自然基金

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AI项目解读示例

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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