Cu2ZnSnS4/In2S3异质结的光伏特性及载流子输运机理研究

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基本信息

  • 批准号：
    61340051
  • 项目类别：
    专项基金项目
  • 资助金额：
    18.0万
  • 负责人：
    程树英
  • 依托单位：
    福州大学
  • 学科分类：
    F0403.半导体光电子器件与集成
  • 结题年份：
    2014
  • 批准年份：
    2013
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2014-01-01 至2014-12-31

项目摘要

Cu2ZnSnS4 (CZTS) thin film solar cells have attracted much reseach interests because CZTS has the following advantages: appropriate bandgap of 1.4-1.5eV, high theoretical conversion efficiency, large absorption coefficient,low cost and little toxicity. But the buffer layers of the CZTS solar cells are normally based on CdS semiconductors with toxic Cd. In this proposal, based on Cd-free In2S3 buffer layers,the preparation and photovoltaic properties of CZTS/ In2S3 heterjunctions will be investigated. The CZTS and In2S3 films will be deposited successively on glass substrates by vacuum evaporation and sulphurization (or annealing) to obtain CZTS/In2S3 heterjunctions. The influences of the preparation process on the constitutes,micro-structures and photoelectrical properties of the CZTS/ In2S3 heterjunctions will be explored. The interfacial characteristics, energy band diagram, and transportation mechanism of the carriers in the CZTS/ In2S3 heterjunction will be clarified. By combinating the theoretical simulation of the first-principle with the experimental results,the band alignment of the CZTS/In2S3 heterjunction will be established. The fabrication of SLG/Mo/CZTS/ In2S3/ZnO:Al/Ni/Al solar cells will be carried out, and the effects of the device structures and parameters on the performances of the CZTS solar cells will be studied in order to obtain CZTS solar cells with good quality.
因具有禁带宽度合适、吸收系数大、价廉、毒性小等优点，Cu2ZnSnS4（CZTS）薄膜太阳电池的研究受到极大关注，但它通常以有毒性的CdS作为缓冲层。为此，本项目提出以无Cd的In2S3为缓冲层，研究CZTS/ In2S3异质结的制备和光伏特性。拟利用真空蒸发法和硫化（或退火）工艺在玻璃基片上先后制备CZTS和In2S3薄膜，构建CZTS/In2S3异质结。探究薄膜的制备工艺对CZTS/ In2S3异质结的组成、微结构和光电性能的影响规律，阐明CZTS/In2S3异质结的界面特性、能带结构、载流子输运等问题。将基于第一性原理的理论计算与实验结果相结合，建立CZTS/In2S3异质结的能带结构模型。探索SLG/Mo/CZTS/ In2S3/ZnO:Al/Ni/Al太阳电池的制备工艺，研究器件膜层结构和参数对CZTS太阳电池性能的影响，以期获得性能优良的CZTS太阳电池。

结项摘要

因具有禁带宽度合适、吸收系数大、价廉、毒性小等优点，Cu2ZnSnS4（CZTS）薄膜太阳电池的研究受到极大关注，但它通常以有毒性的CdS作为缓冲层。本项目提出了以无Cd的In2S3为缓冲层，研究了CZTS/ In2S3异质结的制备和光伏特性。利用溶胶凝胶法(或真空热蒸发法）和硫化（或退火）工艺在玻璃基片上先后制备了性能良好的CZTS和In2S3薄膜，构建了CZTS/In2S3异质结。研究了薄膜的制备工艺对CZTS/ In2S3异质结的组成、微结构和光电性能的影响规律，分析和测量了CZTS/In2S3异质结的带阶，阐明了CZTS/In2S3异质结的界面特性、能带结构、载流子输运等问题。探索了SLG/Mo/CZTS/ In2S3/ZnO:Al/Ni/Al太阳电池的制备工艺，研究了器件膜层结构和参数对CZTS太阳电池性能的影响，制备出了一定转化效率的CZTS太阳电池。发表SCI收录论文4篇，申请专利2件，培养研究生3人，出席国内和国际重要学术会议5人次。

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（0）
专利数量（0）
Effects of sulfurization temperature on phases and opto-electrical properties of Cusub2/subZnSnSsub4/sub films prepared by sol–gel deposition
硫化温度对Cu物相及光电性能的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    Thin Solid Films
  • 影响因子：
    2.1
  • 作者：
    Bo Long;Shuying Cheng;Yunfeng Lai;Haifang Zhou;Jinling Yu;Qiao Zheng
  • 通讯作者：
    Qiao Zheng
Band alignment at the In2S3/Cu2ZnSnS4 heterojunction interface investigated by X-ray photoemission spectroscopy
X 射线光电子能谱研究 In2S3/Cu2ZnSnS4 异质结界面的能带排列
  • DOI：
    10.1007/s00339-014-8431-2
  • 发表时间：
    2014-04
  • 期刊：
    Appl. Phys. A
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Lingyan Lin;Jinling Yu;Shuying Cheng;Peimin Lu;Yunfeng Lai;Sile Lin;Pengyi Zhao
  • 通讯作者：
    Pengyi Zhao
Optical and Electrical Properties of Ag-Doped In2S3 Thin Films Prepared by Thermal Evaporation
热蒸发法制备Ag掺杂In2S3薄膜的光电性能
  • DOI：
    10.1155/2014/370861
  • 发表时间：
    2014-01-01
  • 期刊：
    ADVANCES IN MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Lin, Peijie;Lin, Sile;Jia, Hongjie
  • 通讯作者：
    Jia, Hongjie
The Optical and Electrical Characteristics of ZnS:In Thin Films Prepared by Chemical Bath Deposition Method
化学浴沉积法制备ZnS:In薄膜的光电特性
  • DOI：
    10.1149/2.0041411ssl
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    ECS Solid State Letters
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Bo Long;Shuying Cheng;Haifang Zhou;Jie Liao;Hong Zhang;Hongjie Jia;Hongnan Li
  • 通讯作者：
    Hongnan Li

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其他文献

合成参数对MOCVD法生长氧化锌纳米针的影响
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    --
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
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  • 通讯作者：
    程树英
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  • DOI：
    --
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    --
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  • 作者：
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  • 通讯作者：
    赖云锋
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    --
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  • 期刊：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
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    陆培民
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    --
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    福州大学学报(自然科学版)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    林文城;陈志聪;吴丽君;林培杰;吴越;程树英
  • 通讯作者：
    程树英

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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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