基于新型复合衬底的石墨烯PECVD低温可控制备与光伏应用

批准号:
11274328
项目类别:
面上项目
资助金额:
85.0 万元
负责人:
万冬云
依托单位:
学科分类:
A2011.表面界面与低维物理
结题年份:
2016
批准年份:
2012
项目状态:
已结题
项目参与者:
唐宇峰、王耀明、孙盛睿、毕辉、陈平、林天全、赵伟、陈海杰
国基评审专家1V1指导 中标率高出同行96.8%
结合最新热点,提供专业选题建议
深度指导申报书撰写,确保创新可行
指导项目中标800+,快速提高中标率
微信扫码咨询
中文摘要
最具前景和竞争力的石墨烯透明导电薄膜在绝缘衬底上的低温与可控制备是其光伏应用的前提。本项目拟通过等离子体增强化学气相沉积(PECVD)实现石墨烯的低温沉积,并基于"Smart Substrate"新型复合衬底的设计,通过特殊衬底结构自动调控碳的溶解和析出,最终实现绝缘衬底上层数可控、高质量石墨烯薄膜的低温制备。研究内容:(1)新型智能复合衬底的设计。利用金属不同碳溶解度和扩散率,设计双元金属、金属-绝缘体的智能复合衬底;(2)PECVD低温可控制备石墨烯。利用碳原子室温在Ni等金属表面的高扩散能力,借助等离子体对碳原子的动能加注,并通过制备的特殊衬底结构,低温下调控碳扩散和成核过程,诱导出绝缘基底上的石墨烯薄膜生长,实现其结构的可控制备、透明和导电的性能优化;(3)石墨烯的光伏应用。石墨烯的宽光谱透过和高光电性能,可望实现电池的宽光谱吸收和高的短路电流,获得高效、低成本的CdTe电池。
英文摘要
The very promising and challenging graphene films controllably synthesized directly on glass or SiO2/Si substrates is the premises of its photovoltaic application. A new composite substrate was designed basing on the as defined "Smart Substrate", which was made of a C-dissolving top (Ni) layer and a C-rejecting bottom (Cu) layer, it can evolve into a C-rejecting mixture, to autonomously regulate the C content at an elevated yet stable level at and near the surface over an extended duration. Furthermore, Plasma enhanced chemical vapor deposition was utilized to promote the low temperature growth of the graphene. This project is planed to realize the large scale fabrication of device-quality, defined layer-thickness graphene films for practical applications. The ability to synthesize graphene with tunable structural and optoelectronic properties directly on non-conducting substrates at low temperatures opens up new possibilities for the fabrication of multiple nanoelectronic devices.
本项目基于“Smart Substrate”新型复合衬底的设计,通过特殊衬底结构的设计自动调控碳的溶解和析出,并通过等离子体增强化学气相沉积(PECVD)实现石墨烯的低温沉积,最终实现了绝缘衬底上层数可控、高质量石墨烯薄膜的低温制备。探索了利用等离子体可有效降低石墨烯生长温度,实现了在绝缘衬底上低温石墨烯的生长,生长温度低达500 °C。在87.6%透过率的条件下,方块电阻约为900 ohm sq-1;采用Cu-Ni、Cu-Co二元合金衬底,制备出高透过、高导电的石墨烯薄膜,石墨烯透明导电薄膜透过率大于85%的情况下,方块电阻可降低到90 ohm sq-1,基本达到太阳能电池透明电极光电性能的光伏要求。利用NiAlO3作为反应衬底,远程催化碳源裂解,在低温条件下,实现了石墨烯在绝缘衬底上的可控生长,方块电阻约为79.1sq-1。研究获得了一些有意义的研究成果,较圆满地完成了项目任务书所列指标。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1021/am302825w
发表时间:2013-02-27
期刊:ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES
影响因子:9.5
作者:Chen, Jian;Bi, Hui;Jiang, Mianheng
通讯作者:Jiang, Mianheng
DOI:10.1021/am405689r
发表时间:2014-02
期刊:ACS applied materials & interfaces
影响因子:9.5
作者:Tianquan Lin;Zhanqiang Liu;Mi Zhou;H. Bi;Ketian Zhang;Fuqiang Huang;Dongyun Wan-;Yajuan Zhong
通讯作者:Tianquan Lin;Zhanqiang Liu;Mi Zhou;H. Bi;Ketian Zhang;Fuqiang Huang;Dongyun Wan-;Yajuan Zhong
Sputtering depositionof sandwich-structured V2O5/metal (V, W)/V2O5 multi-layers for the preparation of high-performance thermal sensitive VO2 thin films with selectivity of VO2 (B) and VO2 (M) polymorph
溅射沉积三明治结构V2O5/金属(V,W)/V2O5多层膜制备具有VO2(B)和VO2(M)多晶型选择性的高性能热敏VO2薄膜
DOI:--
发表时间:--
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces 2016 (am-2016-00391m)
影响因子:--
作者:B. Guo;S. Shi;H. Luo;Y. Gao
通讯作者:Y. Gao
Low-Temperature Aluminum Reduction of Graphene Oxide, Electrical Properties, Surface Wettability, and Energy Storage Applications
氧化石墨烯的低温铝还原、电性能、表面润湿性和储能应用
DOI:10.1021/nn303228r
发表时间:2012-10-01
期刊:ACS NANO
影响因子:17.1
作者:Wan, Dongyun;Yang, Chongyin;Lin, Jianhua
通讯作者:Lin, Jianhua
Molybdenum thin films fabricated by rf and dc sputtering for Cu(In,Ga)Se2 solar cell applications
通过射频和直流溅射制备用于 Cu(In,Ga)Se2 太阳能电池应用的钼薄膜
DOI:10.3788/col201614.043101
发表时间:2016-04
期刊:Chinese Optics Letters
影响因子:3.5
作者:X. Zhu;M. Qin;D. Wan;F. Huang
通讯作者:F. Huang
基于分子束外延生长的石墨烯-硅异质结的设计制备、物性调控和原位同步辐射研究
- 批准号:U1632108
- 项目类别:联合基金项目
- 资助金额:50.0万元
- 批准年份:2016
- 负责人:万冬云
- 依托单位:
国内基金
海外基金
