高效石墨烯/半导体纳米结构异质结光伏电池的研究

基本信息
批准号:51372133
项目类别:面上项目
资助金额:80.00
负责人:朱宏伟
学科分类:
依托单位:清华大学
批准年份:2013
结题年份:2017
起止时间:2014-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:李晓,朱淼,张儒静,曹亚昌,姜欣
关键词:
石墨烯光伏电池光电化学异质结
结项摘要

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。

项目摘要

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
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数据更新时间:2023-05-31

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