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中国科学院大连化学物理研究所
优秀博士后奖励基金申请表
申请人:梁文升
研究组:503组
学科专业:物理化学
合作导师:李灿院士
填表日期:2016年11月10日
中国科学院大连化学物理研究所制
姓名梁文升性别男出生日期1985年1月4日民族汉学历/学位博士专业技术职务毕业院校AustralianNationalUniversity专业太阳能电池(拟)入站时间2016.3入站性质√统招统分□在职人员E-Mailvincent.liang2016@gmail.联系
学习简历
起止年月所在单位/专业所获学位2016,10-2016.10澳大利亚国立大学/太阳能电池博士2016.9-2016.7东北大学/流体机械及工程硕士2004.9-2016.7东北大学/过程装备与控制工程学士工作经历起止年月所在单位职务博士
学位
论文
摘 要
博士论文题目基于光伏应用的原子层沉积Al2O3薄膜特性研究
PropertiesofAl2O3FilmsDepositedbyAtomicLayerDepositionforPhotovoltaicApplications指导教师姓名A/Prof.KlausWeber随着硅太阳能电池厚度的减小,电池效率越来越被表面钝化的优劣程度所限制.很多研究已经表明当前主要使用的p型硅电池材料会逐渐被n型材料所代替,从而寻求一种可以应用于高效n型硅太阳电池的表面钝化材料显的尤为重要,Al2O3膜层已经展现了这一方面的应用潜能.
首先,应用"自校准"光导测试方法,论文研究了横向载流子生命周期不均匀分布对于生命周期测试结果的影响.通过理论模拟发现,这种情况下,测试的载流子的生命周期会被高估.横向载流子分布越不均匀,其高估的程度就越大.这一结论,也得到了实验结果的验证.
基于单层ALDAl2O3表面钝化的应用,我们优化了膜层生长参数,退火条件.20nmAl2O3薄膜可以提供非常好的表面钝化效果.论文集中研究了Al2O3薄膜在不同硅表面晶向,不同表面掺杂情况下的钝化性能.我们发现,轻微的表面掺杂可以有效抑制Al2O3/Si界面的载流子复合.对比(111)硅表面,Al2O3在(100)硅表面提供更好的钝化性能,我们发现,这是因为Al2O3薄膜在(100)硅上含有更多的固定电荷.
为了弥补ALDAl2O3低生长速率的缺点,通过覆盖SiNx:H膜层在1nmAl2O3上,我们得到了稳定的,非常好的表面钝化结果.实验发现,Al2O3/SiNx:H结的钝化性能决定于SiNx:H覆
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最后,我们研究了潮湿环境对于Al2O3表面钝化性能的影响.实验发现,和85%湿度环境相比,饱和湿度(～100%)显着增加了Al2O3表面钝化的退化速度.同时,饱和湿度环境也降低了Al2O3薄膜的电阻值,从而损坏了太阳能电池的工作性能.我们提出了基于潮湿环境Al2O3钝化性能退化的两个机理:1)较短时间潮湿环境暴露后的"初始可逆退化",主要归因于界面固定电荷浓度的减小,(2)长时间潮湿环境暴露后的"不可逆退化",其归因于界面陷阱浓度的激增.这是因为Al2O3和H2O的长时间缓慢反应,引发膜层化学组成变化.其中,第二种机制只有在饱和湿度环境中才会发生.
入站前期科研情况简介1,主持或参与项目情况:序号项目名称项目来源项目金额起止年度角色//2,论文发表情况(投稿中及待发表文章请注明):序号论文题目期刊名影响因子发表年度排序1EffectiveSiNx:Hcappinglayerson1nmAl2O3forp+surfacepassivation
IEEEJournalofPhotovoltaics
3.0201612Effectofdamp-heatexposureonthedegradationofplasmaasistedALDAl2O3basedontheapplicationonsolarcellsPhysicaStatusSolidi:ApplicationsandMaterialsScience1.5201613SurfacePassivationofBoron-Diffusedp-typeSiliconSurfacesWith(100)and(111)OrientationsbyALDAl2O3Layers
IEEEJournalofPhotovoltaics
3.0201614ImpactofLaterallyNon-uniformCarrierLifetimeonPhotoconductance-basedLifetimeMeasurementswithSelf-consistentCalibration,ProgressinPhotovoltaics:ResearchandApplications9.7201615EmitterSaturationCurrentDensitiesDeterminedbySelf-consistentCalibration:ImpactofLaterallyNon-uniformLifetimeDistributiononCalibrationAccuracyEnergyProcedia
/201616Siliconsurfacepassivationbyatomic-layer-depositedAl2O3facilitatedinsitubythebinationofH2OandO3asreactantsIEEEElectronDeviceLetters
3.0201627ElectricalPropertiesofAtomicLayerDepositedAl2O3withAnnealTemperatureforSurfacePassivationThinSolidFilms
1.9201628TradeoffsbetweenImpurityGettering,BulkDegradation,andSurfacePassivationofBoron-RichLayersonSiliconSolarCellsIEEEJournalofPhotovoltaics
3.0201623,专利情况:序号专利名称授权/申请授权/申请号起始日期排序1蒸汽流真空泵性能自动测量系统及测量方法授权201610012545.3201622一种使用光纤式光电液位开关测量液位的方法及其装置,专利授权201610011361.5201624,获奖情况:序号奖励名称奖励等级授奖单位奖励年度排序1辽宁省普通高等学校优秀毕业生/辽宁省教育厅201612辽宁省优秀硕士学位论文/辽宁省教育厅201613东北大学优秀毕业生(硕士)/东北大学201614东北大学优秀毕业生(本科)/东北大学201615沈阳市优秀大学生/沈阳市委教科委200716沈阳机床集团立志奖学金一等东北大学20161
博士后工作的研究计划
博士后研究题目:大面积平面型异质结钙钛矿太阳能电池的研制和性能表征(简述研究计划的可行性,先进性和创新性,理论和现实意义)
背景:
钙钛矿太阳能电池是近3年来备受瞩目的一种新型太阳能电池,其背后的原因是经过进一步的研究开发,钙钛矿太阳能电池有潜力综合实现高电池效率,低成本,高生产效率和低能耗的目标,从而巨大的促进可持续太阳能资源的应用.在过去短短的3年时间内,Science和Nature期刊在这一领域刊登的论文数目已经超过30篇.基于钙钛矿太阳能电池的研究也已近在世界各地展开,但其各个研究方向还都处于雏形阶段,其中蕴含有很多非常有意思的,而且有意义的方向值得深入研究和探索.
先进性和现实意义:
到目前为止,绝大部分报道的高效钙钛矿太阳能电池都局限于小面积制备(大约在0.3cm2),面积扩大会导致电池转化效率的迅速下降,而相比较市场上主流的硅太阳能电池(其电池面积一般在240cm2,实验室的研究电池面积一般为4cm2),钙钛矿电池的最终市场化必然会受到其"小面积"的限制.
目前基于钙钛矿太阳能电池的研究主要集中于电池效率的提升,电池结构的探索,吸光层(钙钛矿),电子传输层,空穴传输层材料的更新和优化,以及钙钛矿材料制备工艺开发,也有论文开始涉及钙钛矿材料/电池机理研究和特性描述.但是,在电池的实用化方面的研究还比较少.其中的一个方向是:从钙钛矿电池的实际应用角度来考虑,实现大面积钙钛矿太阳能电池是非常有意义的.
基于任何技术的钙钛矿太阳能电池&#
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