限制高效Cu(In,Ga)2Se2光伏器件性能的微观机制的低温测试分析与模拟研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61504067
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万
  • 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:
    2018
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2018-12-31

项目摘要

The micro-mechanism becomes the bottleneck problem of performance improvement,when stable efficiency of CIGS thin film solar cell became above 15%. In view of the current lower fill factor and open circuit, this project intends to combine two Characteristic methods: low-temperature test technology (low-temperature hall, PL and I – V), professional simulation software wxAMPS. With key Cu element as the main clue, the defects distribution and interface tunneling mechanism will be further studied, and the more precise carrier transport model will be established, and explore the key science problem decreasing of the shunt resistance, open circuit voltage and fill factor. include: 1) the reaction mechanism of Cu element in three-step process; 2) defects distribution in different-content CIGS cells and formation mechanism of metastable characteristic; 3) interface tunneling mechanism and the interface of combination path in CIGS device of Cu-poor surface. 4) process optimization , improvement of defects and surface Cu distribution in order to stabilize and improve output characteristics of the device. The development of this project will not only enhance the understanding the basic research of CIGS solar cell, solve the key scientific problems,but also provide further testing and simulation methods for other thin film solar cell research.
CIGS薄膜太阳电池进入高效(稳定转换效率>15%)阶段后,其微观机制成为制约性能提升的瓶颈。针对目前电池填充因子、开路电压低的问题,本项目拟结合两种特色方法:一.低温测试分析技术(低温hall、低温PL谱、低温I-V);二.新版专业仿真软件wxAMPS。以关键的Cu元素为主线,深入研究CIGS电池的缺陷态分布、界面遂穿机制,建立更确切的载流子输运模型,找出制约电池并联电阻、填充因子、开路电压的关键科学问题。主要内容包括:1)探索Cu元素在三步法中的反应机理;2)总结Cu含量对缺陷态的影响及亚稳态的形成机制; 3) 总结表面贫Cu结构的界面遂穿机制、界面复合路径。4)优化工艺,改善缺陷态分布、表面Cu元素分布结构,稳定器件性能,提升电池输出特性。本项目的开展将加深CIGS电池的基础研究,解决影响电池高效的关键科学问题,也为其他薄膜太阳电池的研究提供更深入的测试和仿真技术。

结项摘要

CIGS薄膜太阳电池进入高效阶段后,其微观机制成为制约性能提升的瓶颈。本课题针对CIGS太阳电池开路电压、串联电阻高的问题,利用共蒸发法制备了CIGS薄膜材料及电池器件,采用结构特性、光学特性、电学特性等多种表征手段(台阶仪、Hall测试、拉曼测试、分光光度计、SEM测试、X衍射、X荧光光谱分析等),结合低温测试分析技术(低温hall、低温I-V)和专业仿真软件wxAMPS两种特色方法。主要分析了:一、材料中Cu元素在CIGS中的生长机制,富Cu和贫Cu元素对CIGS材料和器件的影响。二、模拟结合测试分析了温度对CIGS微观机制及电池性能的影响。对解决电池开路电压低、串联电阻高的关键问题提供了有力证据,并对电池进行了优化研究。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(2)
专利数量(0)
温度对CIGS太阳电池输出特性的影响
  • DOI:
    10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2017.09.019
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    人工晶体学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘芳芳;王赫;张毅;周志强
  • 通讯作者:
    周志强
新型CIGS阻挡层多横向界面Mo的特性及对器件性能的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    光电子-激光
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李博研;刘芳芳;孙云;林列
  • 通讯作者:
    林列
Growth of Cu2ZnSnSe4 Film under Controllable Se Vapor Composition and Impact of Low Cu Content on Solar Cell Efficiency
可控 Se 蒸气组成下 Cu2ZnSnSe4 薄膜的生长及低 Cu 含量对太阳能电池效率的影响
  • DOI:
    10.1021/acsami.6b00081
  • 发表时间:
    2016-04-27
  • 期刊:
    ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES
  • 影响因子:
    9.5
  • 作者:
    Li, Jianjun;Wang, Hongxia;Zhang, Yi
  • 通讯作者:
    Zhang, Yi
Restraining the Band Fluctuation of CBD-Zn(O,S) Layer: Modifying the Hetero-Junction Interface for High Performance Cu2ZnSnSe4 Solar Cells With Cd-Free Buffer Layer
有机光伏中 TQ1:PC71BM 体异质结电子结构的混合效应
  • DOI:
    10.1002/solr.201700075
  • 发表时间:
    2017-10-01
  • 期刊:
    SOLAR RRL
  • 影响因子:
    7.9
  • 作者:
    Li, Jianjun;Liu, Xiaoru;Zhang, Yi
  • 通讯作者:
    Zhang, Yi
沉积时间对Zn(O,S)薄膜性能及Cu_2ZnSnSe_4薄膜电池的影响
  • DOI:
    10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2017.04.002
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    人工晶体学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘晓茹;李建军;刘玮;刘芳芳
  • 通讯作者:
    刘芳芳

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其他文献

双酚A暴露诱导活性氧水平升高对肝脏脂质代谢的影响
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    卫生研究
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘辉;刘芳芳;王广胤;马雨妍;王力
  • 通讯作者:
    王力
常压微波法制备纳米TiO_2及其对刚果红的吸附
  • DOI:
    10.16026/j.cnki.iea.2016050433
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    离子交换与吸附
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘芳芳;刘艳;赵斯琴;长山
  • 通讯作者:
    长山
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  • DOI:
    10.13225/j.cnki.jccs.2017.0817
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    煤炭学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吴根水;余伟健;王平;刘泽;刘芳芳;黄钟
  • 通讯作者:
    黄钟
压簧在关节式坐标测量机平衡机构中的应用研究
  • DOI:
    10.13382/j.jemi.2016.10.016
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘宁宁;赵会宁;刘芳芳;于连栋
  • 通讯作者:
    于连栋
Cu(In,Ga)Se_2薄膜表面镓(Ga)含量分布对太阳电池性能的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    人工晶体学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王赫;刘芳芳;孙云;何青;张毅;李长健
  • 通讯作者:
    李长健

其他文献

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刘芳芳的其他基金

高效Cu(In,Ga)Se2薄膜太阳电池PN结特性的研究
  • 批准号:
    61144002
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    15.0 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目

相似国自然基金

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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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