高效石墨烯/半导体纳米结构异质结光伏电池的研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51372133
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    80.0万
  • 负责人：
    朱宏伟
  • 依托单位：
    清华大学
  • 学科分类：
    E0203.碳素材料与超硬材料
  • 结题年份：
    2017
  • 批准年份：
    2013
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

The project will systematically study the photovoltaic behavior of graphene/semiconductor structures by developing actual different techniques for doping and modification to obtain graphene films with tunable transport properties and to develop optimal design of bulk heterojunctions, including band gap/work function modulation, control of band structures and interface buffer layer and optimization of light absorption, surface passivation, balance of film conductivity and transparency. Especially, the research will study on the following two photovoltaic models: 1) graphene/nanostructured semiconductor (e.g. nanowires, nanoribbons) heterojunctions; 2) hybrid heterojunction and photoelectrochemistry photovoltaic devices. The mechanism and related theory for the graphene-based structures will be elucidated. Based on our current achievements, this project is further researching ways to realize large-scale fabrication of above-mentioned graphene-based photovoltaic cells. The success of this project holds the promise of creating new potential for graphene-based applications, paving the way for the feasible use in portable electronic devices, optoelectronics, etc.
本项目面向光伏应用中的新材料、新概念和高效需求，将二维纳米材料概念应用于光伏技术，以石墨烯这一典型的二维材料为研究对象，针对基于石墨烯/半导体的光伏电池中若干关键科学问题，重点围绕以下两种电池模型进行研究：1）石墨烯/半导体纳米结构（如纳米线/棒、纳米条带）异质结；2）石墨烯/半导体异质结+光电化学混合光伏电池。在现有工作基础上，拟利用四年时间集中探讨异质结的光电特性、能带结构、石墨烯/电解质/半导体的耦合与协同效应，开发优化光吸收、增强载流子的传输和收集、抑制载流子复合等关键技术，获得高效、宽波段响应的异质结光伏器件，为实现石墨烯等纳米碳材料在光电及太阳能利用领域的应用奠定基础。

结项摘要

本项目面向光电应用中的新材料、新概念和高效需求，将二维纳米材料概念应用于光电技术，以石墨烯为主要研究对象，针对基于石墨烯/半导体的光电器件中若干关键科学问题，重点围绕以下两种器件模型进行研究：1）石墨烯/半导体纳米结构异质结；2）石墨烯/半导体异质结+光电化学混合光伏电池。系统探讨了异质结的光电特性、能带结构、石墨烯/电解质/半导体的耦合与协同效应，开发了优化光吸收、增强载流子的传输和收集、抑制载流子复合等关键技术，获得了高效、宽波段响应的异质结光电器件，为推动石墨烯等纳米材料在光电及太阳能利用领域的应用进行了探索。

项目成果

期刊论文数量（21）
专著数量（0）
科研奖励数量（1）
会议论文数量（0）
专利数量（6）
Solution-processed CuSbS2 thin film: A promising earth-abundant photocathode for efficient visible-light-driven hydrogen evolution
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  • DOI：
    10.1016/j.nanoen.2016.08.036
  • 发表时间：
    2016-10
  • 期刊：
    Nano Energy
  • 影响因子：
    17.6
  • 作者：
    Zhang Li;Li Yanbo;Li Xiao;Li Changli;Zhang Rujing;Delaunay Jean-Jacques;Zhu Hongwei
  • 通讯作者：
    Zhu Hongwei
TiO2 enhanced ultraviolet detection based on a graphene/Si Schottky diode
基于石墨烯/硅肖特基二极管的TiO2增强紫外检测
  • DOI：
    10.1039/c5ta00702j
  • 发表时间：
    2015-03
  • 期刊：
    Journal of Materials Chemistry A
  • 影响因子：
    11.9
  • 作者：
    Zhu Miao;Zhang Li;Li Xinming;He Yijia;Li Xiao;Guo Fengmei;Zang Xiaobei;Wang Kunlin;Xie Dan;Li Xuanhua;Wei Bingqing;Zhu Hongwei
  • 通讯作者：
    Zhu Hongwei
Carbon/Silicon Heterojunction Solar Cells: State of the Art and Prospects
碳/硅异质结太阳能电池：技术现状和前景
  • DOI：
    10.1002/adma.201502999
  • 发表时间：
    2015-11-11
  • 期刊：
    ADVANCED MATERIALS
  • 影响因子：
    29.4
  • 作者：
    Li, Xinming;Lv, Zheng;Zhu, Hongwei
  • 通讯作者：
    Zhu, Hongwei
Hybrid Heterojunction and Solid-State Photoelectrochemical Solar Cells
混合异质结和固态光电化学太阳能电池
  • DOI：
    10.1002/aenm.201400224
  • 发表时间：
    2014-10-07
  • 期刊：
    ADVANCED ENERGY MATERIALS
  • 影响因子：
    27.8
  • 作者：
    Li, Xiao;Zang, Xiaobei;Zhu, Hongwei
  • 通讯作者：
    Zhu, Hongwei
Correlation between nanoparticle location and graphene nucleation in chemical vapour deposition of graphene
石墨烯化学气相沉积中纳米粒子位置与石墨烯成核之间的相关性
  • DOI：
    10.1039/c4ta01975j
  • 发表时间：
    2014-07
  • 期刊：
    Journal of Materials Chemistry A
  • 影响因子：
    11.9
  • 作者：
    Fan Lili;Wang Kunlin;Wei Jinquan;Zhong Minlin;Wu Dehai;Zhu Hongwei
  • 通讯作者：
    Zhu Hongwei

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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：

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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

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          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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