制备重掺p+层建立CIGS薄膜太阳电池背场结构和模组隧道结及其对载流子传输的影响

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51672052
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    62.0万
  • 负责人：
    龙飞
  • 依托单位：
    桂林理工大学
  • 学科分类：
    E0207.无机非金属半导体与信息功能材料
  • 结题年份：
    2020
  • 批准年份：
    2016
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

In this project, the back surface field structure of CIGS thin film solar cells will be established through replacing MoSe2 using highly doped P+ film (which was formed at the interface of CIGS/Mo). The influence rules of back surface field effect on the back electrode electron hole collection of the CIGS thin film solar cells, and the back surface field structure on the single cell conversion efficiency will be studied. In addition, the highly doped P+ film will form tunnel junction at the P2 position of the CIGS solar modules. On this basis, the influence rules of the formation and property of tunnel junction on the solar module carrier transmission and transfer efficiency will also be investigated.
分别通过反应磁控溅射和溅射-硫化（硒化）制备MoO2+x、Cu2-xO和Cu2-xS、Cu2-xSe重掺杂p+薄膜，研究制备工艺参数对p+薄膜结构和电学性质的影响。在此基础上，在CIGS/Mo界面制备适当形貌和合适能带结构的重掺杂p+薄膜代替MoSe2，以期在解决CIGS/Mo界面肖特基p-n结问题的同时，建立CIGS薄膜太阳电池背场结构，探讨背场效应对CIGS薄膜太阳电池背电极空穴收集的影响，以及背场结构对单电池转换效率的影响规律；此外，利用前述Mo层上制备的重掺p+薄膜于CIGS薄膜电池模组的P2位置处与AZO形成隧道结，研究隧道结的形成和特性对电池模组中前后电池间载流子传输的影响，以及对电池模组整体转换效率的影响规律。

结项摘要

CIGS薄膜太阳电池在稳定性、能量比重等方面具有其它光伏器件无可比拟的优势，但其器件结构自1982年以来，未发生大的改变，效率的进一步提升也碰到了天花板。项目针对当前硅电池研究成果中提出的背场效应等进展，考虑将这些器件结构的研究成果和优化措施应用到CIGS电池中，在CIGS/Mo界面层上建立p+薄膜，从而建立背场结构CIGS电池并考查背场效应对CIGS电池效率的影响。项目根据Mo层与CIGS层的物化性质和半导体特性，圈定了Cu2-xO、MoO2+x、Cu9S5、NiOx和有机无机杂化半导体等作为p+薄膜的范围，并分别开展了材料合成和薄膜制备工作，成功在Mo层上分别采用反应溅射制备MoO2+x，采用前驱体溶液法和墨水法制备Cu9S5，采用电化学沉积-热处理制备NiOx，实现Mo层上p+薄膜的有效制备。研究了制备工艺条件对p+薄膜结构形貌的影响及光电性能的影响；实验建立了MoO2+x/Mo、FTO/Cu9S5和CdS/Cu9S5等双层界面结构模型，并对界面结合性况，载流子输运效果等开展了研究；组装了基于背场效应的AZO/ZnO/CdS/CIGS/p+/Mo结构CIGS薄膜电池，对比传统AZO/ZnO/CdS/CIGS/Mo结构CIGS电池，研究了p+薄膜对CIGS电池转换效率的影响。结果表明，在相同工艺水平下，NiOx等p+层在CIGS/Mo界面上的插入，可以提升3%左右的电池转效率（从传统结构的12%左右提升至背场结构的15%）。.研究也发现，p+层在CIGS/Mo界面上的插入极易引起CIGS吸收层与Mo层的结合不良，也会在“三线”组装工艺中导致P2位置AZO/Mo层界面结合不良。这可能与p+层与CIGS和AZO的高温润湿行为有关，在针对NiOx的工作中，通过紫外辐照等手段，可以明显改善这一情况，更多的工作需要在后期的研究中进一步探索和改善。总体而言，项目通过在CIGS薄膜太阳电池中在Mo层表面制备p+层，验证了背场效应对于CIGS薄膜太阳电池的有效性，其效率提升空间值得进一步开展深入研究。

项目成果

期刊论文数量（5）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（9）
Facile synthesis of few-layer MoS2 in MgAl-LDH layers for enhanced visible-light photocatalytic activity
在 MgAl-LDH 层中轻松合成少层 MoS2 以增强可见光光催化活性
  • DOI：
    10.1039/c9ra03858b
  • 发表时间：
    2019-08
  • 期刊：
    RSC Advances
  • 影响因子：
    3.9
  • 作者：
    Guoyuan Zheng;Caihong Wu;Jilin Wang;Shuyi Mo;Yanwu Wang;Zhengguang Zou;Bing Zhou;Fei Long
  • 通讯作者：
    Fei Long
Space-Confined Effect One-Pot Synthesis of γ-AlO(OH)/MgAl-LDH Heterostructures with Excellent Adsorption Performance.
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  • DOI：
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  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    Nanoscale Research Letters
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Zheng Guoyuan;Wu Caihong;Wang Jilin;Mo Shuyi;Zou Zhengguang;Zhou Bing;Long Fei
  • 通讯作者：
    Long Fei
高分散纳米薄水铝石和纳米氧化铝的制备及其对甲基橙的吸附性能
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    无机化学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    吴彩红;郑国源;王吉林;莫淑一;邹正光;龙飞
  • 通讯作者：
    龙飞
Synthesis, crystal structure, photoluminescence properties of organic-inorganic hybrid materials based on ethylenediamine bromide
乙二胺溴化有机无机杂化材料的合成、晶体结构及光致发光性能
  • DOI：
    10.1016/j.jscs.2019.09.003
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Journal of Saudi Chemical Society
  • 影响因子：
    5.6
  • 作者：
    Mao Wenhui;Wang Jilin;Hu Xinru;Zhou Bing;Zheng Guoyuan;Mo Shuyi;Li Songbo;Long Fei;Zou Zhengguang
  • 通讯作者：
    Zou Zhengguang
Crystal structure and electrical conduction of the organic-inorganic compound (C6H9N2)(2)ZnI4
有机-无机化合物(C6H9N2)(2)ZnI4的晶体结构和电导率
  • DOI：
    10.1016/j.poly.2019.02.029
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    Polyhedron
  • 影响因子：
    2.6
  • 作者：
    Mao Wenhui;Wang Jilin;Liao Hejie;Zhou Bing;Zheng Guoyuan;Mo Shuyi;Long Fei;Zou Zhengguang
  • 通讯作者：
    Zou Zhengguang

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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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