Semiconductor nanocrystals for solar cells: Tuning shape, size and interface effects

用于太阳能电池的半导体纳米晶体:调整形状、尺寸和界面效应

基本信息

  • 批准号:
    EP/I01330X/1
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 52.08万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Research Grant
  • 财政年份:
    2011
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2011 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

This project will be built on one of the major challenges in contemporary physical sciences, that is the efficient conversion of the Sun's light into electricity in solar cells. By combining the experiences of two leading material simulation groups in the UK and China, we will provide an atomistic understanding of the processes that occur under the influence of light in technologically important semiconducting materials, especially the II-VI chalcogenide semiconductors. Our approach will be to exploit our complementary expertise in modelling the electronic properties of nanostructured and defective crystalline systems, which we will apply to novel solar cell architectures using inorganic nanoparticles to absorb light - a highly topical area of interdisciplinary sciences at the heart of the stated research priorities of EPSRC. The primary focus of this project is on the simulation of real materials at length scales relevant to experimental analysis and photovoltaic device physics: bridging the gap between theory and experiment as well as the geographical divide between the UK and China. The project partners are Prof. Jingbo Li and Prof. Jian-Bai Xia from the Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences in Beijing, who are two world-leading experts in the simulation of semiconductor quantum dots. Together, we will address the fundamental physical processes occurring in a new class of nanostructure solar cells, where new electronic states introduced by the nanostructured materials can facilitate the utilisation of photons of sunlight that lie outside the range of traditional bulk heterojunction solar cells. In addition to providing the methodological advances required to describe these systems, we will address the optimal material combinations to enhance light to electricity conversion efficiencies in future solar cell devices. This project will utilise existing high performance computing infrastructures at both institutions, and all results will be directed into ongoing experimental work in both host countries. The successful outcome of the project promises substantial general impact in a key and highly relevant area of physical sciences, and the establishment of a strong material simulation collaboration between the UK and China in the fields of solar cells and computational materials science.
该项目将建立在当代物理科学的主要挑战之一,即在太阳能电池中有效地将太阳光转化为电能。通过结合英国和中国两个领先的材料模拟团队的经验,我们将提供对技术上重要的半导体材料,特别是II-VI族硫属化物半导体在光的影响下发生的过程的原子理解。我们的方法将是利用我们在模拟纳米结构和缺陷晶体系统的电子特性方面的互补专业知识,我们将应用于使用无机纳米粒子吸收光的新型太阳能电池架构-这是EPSRC所述研究优先事项的核心跨学科科学的一个高度热门领域。该项目的主要重点是在与实验分析和光伏器件物理相关的长度尺度上模拟真实的材料:弥合理论和实验之间的差距以及英国和中国之间的地理鸿沟。该项目的合作伙伴是来自北京中国科学院半导体研究所的李静波教授和夏建柏教授,他们是半导体量子点模拟领域的两位世界领先专家。我们将共同解决一类新的纳米结构太阳能电池中发生的基本物理过程,其中由纳米结构材料引入的新电子状态可以促进利用位于传统本体异质结太阳能电池范围之外的太阳光光子。除了提供描述这些系统所需的方法学进展外,我们还将讨论最佳材料组合,以提高未来太阳能电池器件的光电转换效率。该项目将利用两个机构现有的高性能计算基础设施,所有结果将直接用于两个东道国正在进行的实验工作。该项目的成功成果有望在物理科学的一个关键和高度相关的领域产生实质性的影响,并在英国和中国之间建立强大的材料模拟合作,在太阳能电池和计算材料科学领域。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Determination of the nitrogen vacancy as a shallow compensating center in GaN doped with divalent metals
二价金属掺杂GaN浅补偿中心氮空位的测定
  • DOI:
    10.48550/arxiv.1412.1694
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Buckeridge J
  • 通讯作者:
    Buckeridge J
N incorporation and associated localized vibrational modes in GaSb
GaSb 中的 N 掺入和相关的局部振动模式
  • DOI:
    10.1103/physrevb.89.014107
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Buckeridge J
  • 通讯作者:
    Buckeridge J
Crystal electron binding energy and surface work function control of tin dioxide
  • DOI:
    10.1103/physrevb.89.115320
  • 发表时间:
    2014-03-28
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Butler, Keith T.;Buckeridge, John;Walsh, Aron
  • 通讯作者:
    Walsh, Aron
Automated procedure to determine the thermodynamic stability of a material and the range of chemical potentials necessary for its formation relative to competing phases and compounds
  • DOI:
    10.1016/j.cpc.2013.08.026
  • 发表时间:
    2014-01-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    6.3
  • 作者:
    Buckeridge, J.;Scanlon, D. O.;Catlow, C. R. A.
  • 通讯作者:
    Catlow, C. R. A.
Buckeridge et al. Reply.
巴克里奇等人。
  • DOI:
    10.1103/physrevlett.115.029702
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    8.6
  • 作者:
    Buckeridge J
  • 通讯作者:
    Buckeridge J
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  • 通讯作者:
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知道了