《新型黃銅礦結構晶體ZnSiP2的生長及其光電轉換性能研究》是依託山東大學，由張國棟擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：新型黃銅礦結構晶體ZnSiP2的生長及其光電轉換性能研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張國棟
- 依託單位：山東大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
疊層技術是進一步提高Si太陽能電池的光電轉換效率、降低成本的有效方法。開發成本低廉、環境友好、壽命長久、性能穩定，且具有高的光電轉換效率的頂層電池材料，是Si疊層太陽能電池研究的重要課題。黃銅礦結構的ZnSiP2晶體與Si的晶格失配非常小(0.5%)，且能隙約為2.0 eV，對可見光具有強的吸收，是一種極具潛力的新型Si疊層太陽能電池的頂層電池材料。本課題以新型ZnSiP2單晶薄膜的製備和光電性能評價為主要研究內容，在探索ZnSiP2在Zn和Sn助熔劑中的溶解和析晶特性的基礎上，擬採用液相外延法生長ZnSiP2單晶薄膜，深入探尋晶體生長參數與生長速度和結晶品質的關係，詳細研究摻雜種類和濃度對ZnSiP2半導體性能的影響，研製ZnSiP2/Si疊層太陽能電池並全面評價其光電轉換性能。本項目的開展對促進液相外延晶體生長的理論和技術，開發新型的Si疊層太陽能電池具有重要的科學意義和實用價值。
結題摘要
新型Si-P系列化合物是一類性能優異的新型高效光電功能晶體材料。按照課題研究計畫，我們開展了ZnSiP2晶體助溶劑法生長工藝和ZnSiP2薄膜液相外延法生長工藝的研究。採用助溶劑法可以安全，穩定，批量生長出ZnSiP2晶體，國際上首次採用液相外延法成功地在Si（100）上生長了一層ZnSiP2外延薄膜，通過工藝的最佳化，可以穩定的得到ZnSiP2/Si異質結。此外，我們對薄膜的形貌，厚度以及成分進行了表征，分析了薄膜與襯底之間的外延關係。探索了薄膜表面島狀晶體在不同生長條件下的形貌變化，並對ZnSiP2/Si異質結的光學以及電學性質進行了研究。同時，我們對ZnSiP2晶體的其它套用進行了探索，表征了其在光催化，超級電容器方面的性能。
