EAGER: TDM Solar Cells: Collaborative Research: Exploration of High Open-Circuit Voltage and Stable Wide-Bandgap Cu2BaSnS4 Solar Cells for Monolithic Tandem Cell Applications
EAGER:TDM 太阳能电池:合作研究:用于单片串联电池应用的高开路电压和稳定宽带隙 Cu2BaSnS4 太阳能电池的探索
基本信息
- 批准号:1664983
- 负责人:
- 金额:$ 7.96万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2017
- 资助国家:美国
- 起止时间:2017-03-01 至 2019-02-28
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
AbstractNontechnicalThe successful development of low-cost and high conversion efficiency solar cells will enable widespread use of solar electricity as an abundant source of electricity for a sustainable energy economy in the U.S. A proven method for producing the most efficient solar cells is to stack two materials in tandem such that one material absorbs the blue part of the solar spectrum and the other the red part. However, most solar cells that successfully employ this technique to date can only be produced using highly specialized single crystal materials. The complexity of growth methods and their use of expensive single crystal substrates have prevented these tandem solar cells from achieving low cost. This project proposes to explore stable and low-cost polycrystalline thin-film semiconductors, in particular one that absorbs the blue part of the solar spectrum, to enable low-cost and high conversion efficiency tandem solar cells. The integrative nature of the research and education will train and mentor graduate and undergraduate students in cross-disciplinary skills that are essential for developing innovative solutions as they enter the workplace and contribute to the U.S. leadership in the burgeoning field of electronics. The proposed project will benefit the education and research of graduate and undergraduate students and prepare them as the workforce of future energy industries.TechnicalThis project will develop the fundamental scientific knowledge that will lead to the fabrication of stable and efficient wide bandgap solar cells and eventually tandem cells made with two dissimilar materials. Polycrystalline thin film photovoltaic devices offer much lower production cost and complexity than epitaxial thin films, but their ultimate conversion efficiencies cannot go beyond the theoretical Shockley-Queisser limit for single-junction solar cells. A tandem cell made with two dissimilar materials, both low-cost polycrystalline thin films, would be an ideal choice for next generation low-cost and ultra-high conversion efficiency photovoltaic devices. The chief reason for failure to achieve high conversion efficiency polycrystalline thin-film tandem devices is the lack of an efficient top cell using suitable polycrystalline wide-bandgap semiconductor materials. Since the efficiency of a tandem device predominantly depends on the combined open circuit voltages of both semiconductors, a promising top cell must be able to produce high open circuit voltage. The proposed project will yield several break-through results: 1) approaches for synthesizing high-quality wide bandgap thin films will be developed; 2) fundamental defects physics of such wide bandgap semiconductors will be thoroughly understood; 3) buffer layers forming front and back junctions will be discovered and optimized; 4) Wide-bandgap top cells with high conversion efficiency and high open circuit voltage will be demonstrated; 5) If successful, it will enable the fabrication of low-cost and high conversion efficiency thin-film tandem solar cells.
低成本和高转换效率的太阳能电池的成功开发将使太阳能电作为美国可持续能源经济的丰富电力来源得到广泛使用。生产最有效的太阳能电池的经证实的方法是将两种材料串联堆叠,使得一种材料吸收太阳光谱的蓝色部分,另一种吸收红色部分。然而,迄今为止,大多数成功采用这种技术的太阳能电池只能使用高度专业化的单晶材料生产。生长方法的复杂性和它们使用昂贵的单晶衬底已经阻止了这些串联太阳能电池实现低成本。该项目旨在探索稳定且低成本的多晶薄膜半导体,特别是吸收太阳光谱蓝色部分的半导体,以实现低成本和高转换效率的串联太阳能电池。研究和教育的综合性将培养和指导研究生和本科生的跨学科技能,这些技能对于他们进入工作场所并为美国在新兴电子领域的领导地位做出贡献时开发创新解决方案至关重要。该项目将有利于研究生和本科生的教育和研究,并为他们成为未来能源行业的劳动力做好准备。技术该项目将发展基础科学知识,这将导致稳定和高效的宽带隙太阳能电池的制造,并最终由两种不同材料制成的串联电池。多晶薄膜光伏器件提供比外延薄膜低得多的生产成本和复杂性,但它们的最终转换效率不能超过单结太阳能电池的理论Shockley-Queisser极限。由两种不同材料制成的串联电池,都是低成本的多晶薄膜,将是下一代低成本和超高转换效率光伏器件的理想选择。未能实现高转换效率的多晶薄膜串联器件的主要原因是缺乏使用合适的多晶宽带隙半导体材料的有效顶部电池。由于串联器件的效率主要取决于两种半导体的组合开路电压,因此有前途的顶电池必须能够产生高开路电压。该项目将取得以下突破性成果:1)开发高质量宽带隙半导体薄膜的合成方法; 2)深入了解此类宽带隙半导体的基本缺陷物理; 3)发现并优化形成前后结的缓冲层; 4)展示具有高转换效率和高开路电压的宽带隙顶电池; 5)如果成功,将能够制造低成本和高转换效率的薄膜叠层太阳能电池。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Jian Li其他文献
Improved mechanical properties and thermal expansion behavior of NiO-Y2O3 stabilized ZrO2 composite by addition of LaNbO4 for anode-support of planar solid oxide fuel cells
通过添加 LaNbO4 改善 NiO-Y2O3 稳定 ZrO2 复合材料的机械性能和热膨胀行为,用于平面固体氧化物燃料电池的阳极支撑
- DOI:
- 发表时间:
2015 - 期刊:
- 影响因子:6.2
- 作者:
Jian Pu;Jian Pu;Jian Li;Jian Li - 通讯作者:
Jian Li
Detection and Location of a Target in Layered Media without Prior Knowledge of Medium Parameters
无需先验介质参数即可检测和定位分层介质中的目标
- DOI:
10.1088/0256-307x/37/6/064301 - 发表时间:
2020-05 - 期刊:
- 影响因子:3.5
- 作者:
Jian Li;Hong-Juan Yang;Jun Ma;Xiang Gao;Jun-Hong Li;Jian-Zheng Cheng;Wen Wang;Cheng-Hao Wang - 通讯作者:
Cheng-Hao Wang
The Ovarian Cycle of the Fish Leptobotia elongata Bleeker, Endemic to China
中国特有细长细线鱼的卵巢周期
- DOI:
- 发表时间:
2012 - 期刊:
- 影响因子:0.6
- 作者:
Jiangxia Yin;Paul Racey;Jian Li;Yaoguang Zhang - 通讯作者:
Yaoguang Zhang
Different discrete-time noise-suppression Z-type models for online solving time-varying and static cube roots in real and complex domains: Application to fractals
用于在线求解实复杂域中时变和静态立方根的不同离散时间噪声抑制 Z 型模型:在分形中的应用
- DOI:
- 发表时间:
2022 - 期刊:
- 影响因子:6
- 作者:
Jian Li;Yingyi Sun;Gang Wang;Yongbai Liu;Zhongbo Sun - 通讯作者:
Zhongbo Sun
Automatic Semantic Analysis Framework of Dickinson’s Portfolio based on Character Recognition and Artificial Intelligence
- DOI:
10.1109/iceca49313.2020.9297534 - 发表时间:
2020-11 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
Jian Li - 通讯作者:
Jian Li
Jian Li的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Jian Li', 18)}}的其他基金
Collaborative Research: SaTC: CORE: Small: Critical Learning Periods Augmented Robust Federated Learning
协作研究:SaTC:核心:小型:关键学习期增强鲁棒联邦学习
- 批准号:
2315614 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 7.96万 - 项目类别:
Standard Grant
CRII: CNS: NeTS: Adaptive Cache Dimensioning in Cloud CDNs: Foundations and Practice
CRII:CNS:NetS:云 CDN 中的自适应缓存维度:基础与实践
- 批准号:
2104880 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 7.96万 - 项目类别:
Standard Grant
Enhanced Automotive Radar Coexistence and Performance
增强的汽车雷达共存性和性能
- 批准号:
1708509 - 财政年份:2017
- 资助金额:
$ 7.96万 - 项目类别:
Standard Grant
CIF: Medium: Collaborative Research: Low-Resolution Sampling with Generalized Thresholds
CIF:中:协作研究:具有广义阈值的低分辨率采样
- 批准号:
1704240 - 财政年份:2017
- 资助金额:
$ 7.96万 - 项目类别:
Continuing Grant
I-Corps: Metal-assisted Delayed Fluorescent Emitters for Organic Displays
I-Corps:用于有机显示器的金属辅助延迟荧光发射器
- 批准号:
1332354 - 财政年份:2013
- 资助金额:
$ 7.96万 - 项目类别:
Standard Grant
CIF: Small: Adaptive Spectral Estimation and Error Bounding
CIF:小:自适应频谱估计和误差界限
- 批准号:
1218388 - 财政年份:2012
- 资助金额:
$ 7.96万 - 项目类别:
Standard Grant
Molecular and Macromolecular Organic Acceptors for Photovoltaic Applications
用于光伏应用的分子和高分子有机受体
- 批准号:
0756148 - 财政年份:2008
- 资助金额:
$ 7.96万 - 项目类别:
Standard Grant
CAREER: Heavy Metal Complexes as Triplet Absorbers for Organic Photovoltaics
职业:重金属配合物作为有机光伏的三线态吸收剂
- 批准号:
0748867 - 财政年份:2008
- 资助金额:
$ 7.96万 - 项目类别:
Continuing Grant
EXP-SA: Enhanced Quadrupole Resonance Technology for Explosive Detection
EXP-SA:用于爆炸物检测的增强型四极共振技术
- 批准号:
0729727 - 财政年份:2007
- 资助金额:
$ 7.96万 - 项目类别:
Standard Grant
Flexible Transmit Beampattern Design via Waveform Diversity
通过波形分集进行灵活的发射波束方向图设计
- 批准号:
0634786 - 财政年份:2006
- 资助金额:
$ 7.96万 - 项目类别:
Standard Grant
相似国自然基金
依托新媒体技术推动治疗药物监测(TDM)科普宣教模式的探索和研究
- 批准号:2024KP106
- 批准年份:2024
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
基于机器学习方法的重症患者固定计量利奈唑胺TDM与高乳酸血症等相关不良反应相关性研究
- 批准号:JSYGY-3-2024-YS56
- 批准年份:2024
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
基于 TDM 的胃肠间质瘤患者全病程 MTM 服务模式构建与质量评价研究
- 批准号:2022JJ80114
- 批准年份:2022
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
TDM-PON链路故障探测与定位一体化设计关键技术研究
- 批准号:61901289
- 批准年份:2019
- 资助金额:23.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
PPARγ诱导M2巨噬细胞替代激活对利用异种TDM构建生物牙根的免疫调控相关研究
- 批准号:31771062
- 批准年份:2017
- 资助金额:60.0 万元
- 项目类别:面上项目
TDM作用下个体活动-出行行为序列及群体集聚规律研究
- 批准号:50908052
- 批准年份:2009
- 资助金额:20.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
TDM策略与居民出行行为耦合机理的仿真研究
- 批准号:50908099
- 批准年份:2009
- 资助金额:20.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
华南中生代低TDM(Nd)花岗岩锆石U-Pb和Hf、O同位素研究
- 批准号:40873002
- 批准年份:2008
- 资助金额:51.0 万元
- 项目类别:面上项目
基于活动的出行行为分析模型与TDM策略仿真评价方法
- 批准号:50578094
- 批准年份:2005
- 资助金额:26.0 万元
- 项目类别:面上项目
WDM/TDM网状网关键技术研究
- 批准号:60407008
- 批准年份:2004
- 资助金额:24.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
相似海外基金
エルトロンボパグのTDM実用化に関する研究
艾曲波帕的TDM实际应用研究
- 批准号:
24K09955 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 7.96万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
多機能性粒子が実現するオンサイトTDMを指向した比色センサー
多功能粒子实现的现场TDM比色传感器
- 批准号:
23K14337 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 7.96万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
唾液中薬物濃度を新たな指標とする非侵襲的抗MRSA薬TDMの創出
以唾液药物浓度为新指标创建非侵入性抗MRSA药物TDM
- 批准号:
22K08597 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 7.96万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Using TDM to understand mechanisms in adolescent health and risk behavior
使用 TDM 了解青少年健康和危险行为的机制
- 批准号:
10703459 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 7.96万 - 项目类别:
乳幼児肺動脈性高血圧症治療薬のTDMのための薬剤横断的薬効モデルの構築
TDM治疗婴儿肺动脉高压的交叉药物疗效模型构建
- 批准号:
22K06753 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 7.96万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Development of mobile TDM utilizing image recognition function of smartphone, DBS and and POCT
利用智能手机的图像识别功能、DBS、POCT开发移动TDM
- 批准号:
22K06767 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 7.96万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
A longitudinal study investigating TDM and adolescent health and development: Brain, Behavior and well-Being
一项调查 TDM 与青少年健康和发展的纵向研究:大脑、行为和福祉
- 批准号:
10703458 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 7.96万 - 项目类别:
Using mixed methods to evaluate self- and other-generated TDM content as predictors of socioemotional well-being in sexual and gender minority (SGM) and non-SGM adolescents
使用混合方法评估自我和他人生成的 TDM 内容,作为性少数和性别少数 (SGM) 和非 SGM 青少年社会情感健康的预测因子
- 批准号:
10532015 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 7.96万 - 项目类别:
Using functional magnetic resonance imaging to understand how positive and negative TDM experiences relate to mental and behavioral health
使用功能性磁共振成像了解积极和消极的 TDM 体验与心理和行为健康的关系
- 批准号:
10703463 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 7.96万 - 项目类别:
Développements en imagerie moléculaire TEP/TDM pour la recherche biomédicale
生物医学研究的分子图像 TEP/TDM 开发
- 批准号:
RGPIN-2019-06187 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 7.96万 - 项目类别:
Discovery Grants Program - Individual