南大余林蔚传授课题组耐笔直柔性径向结太阳能电池新妨碍 – 质料牛

机械弯折晃动性是南大耐笔能电牛推广高功能、柔性、余林便携式可衣着光电/电子器件的蔚传紧张功能目的。相较于传统平面聚积的授课器件妄想，在高温气-液-固 (Vapor-liquid-solid,题组太阳 VLS) 妨碍的硅纳米线阵列上构建三维非晶硅 (a-Si:H) 径向结 (Radial junction, RJ) 架构有助于大幅度提升器件的耐笔直力学特色，其中纳米线妄想经由<350 °C高温技术可能直接妨碍在诸多重价的直柔质料柔性金属箔衬底上，如铝箔、性径向结不锈钢箔等。池新不锈钢箔衬底已经在工业成熟的妨碍卷对于卷 (Roll-to-Roll) 工艺上患上到验证，可用于大批量、南大耐笔能电牛大面积制备光伏器件，余林但将其用于制备耐笔直超柔性的蔚传三维径向结器件还鲜有探究。南京大学余林蔚传授课题组探究运用与现有工艺兼容的授课柔性不锈钢 (Stainless steel, SS) 箔作为柔性衬底，并经由聚积氧化锌 (ZnO) 层优化硅纳米线 (Silicon nanowire,题组太阳 SiNW) 密度，实现为了6.01%的直柔质料转换功能。如图1所示为器件制备流程展现图以及响应的SEM照片。

图1. 在不锈钢衬底上制备径向p-i-n结太阳能电池流程图及器件妄想展现图

直接妨碍在柔性衬底概况的硅纳米线阵列可能对于后续聚积的薄膜起到反对于熏染，使其远离应力会集的柔性衬底概况，防止了薄膜在衬底形变时爆发割裂，致使剥离。随机扩散、取向的三维径向结可能限度笔直应力所发生的裂纹仅在径向结与径向结之间的平面地域散漫，或者穿过径向结单元灌木丛，或者从径向结单元侧边经由，或者被径向结单元所阻。同时，站立着的径向结单元具备抑制裂纹有限度扩展的功能，特意是在本使掷中，随着ZnO层的聚积，纳米线具备更高密度且更多的“短桩妄想 (Short stump structures)”像“灌木丛”同样克制长而不断的大裂纹组成，将裂纹散漫成部份的、细小的形态，使柔性薄膜器件具备优异的耐笔直力学特色。在履历过笔直4000次（笔直半径仅为2.5 妹妹）的凸笔直后，在聚积ZnO层的不锈钢衬底上制备的径向结光电器件仍能坚持93%的初始功能，如图2所示。该使命突出与工业成熟PECVD技术兼容的后劲，建树耐笔直的高功能柔性光伏技术，以知足发达睁开的对于轻捷可衣着器件的市场需要。

图2. 径向结太阳能电池耐笔直力学特色测试展现图

此使命近期宣告于《纳米能源》，Nano Energy (2024) 109262，DOI: 10.1016/j.nanoen.2024.109262。南京大学电子迷信与工程学院博士生王姝怡同砚为论文的第一作者，南京大学电子学院余林蔚教授、扬州大学物理学院张少波博士为论文配合通讯作者。相关使命患上到了南京大学电子学院徐骏教授、王军转教授、扬州大学物理学院刘宗光教授鼎力反对于，以及国家做作迷信基金卓越青年、重点研发名目反对于，在此一并展现衷心谢谢！

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2024.109262

课题组相关前期使命:

一、Flexible and Robust 3D a-SiGe Radial Junction Near-Infrared Photodetectors for Rapid Sphygmic Signal Monitoring

Shaobo Zhang, Ting Zhang, Zongguang Liu*, Junzhuan Wang, Jun Xu, Kunji Chen, and Linwei Yu

Advanced Functional Materials 32 (2022) 2107040

二、Highly flexible radial tandem junction thin film solar cells with excellent power-to-weight ratio

Shaobo Zhang, Ting Zhang, Zongguang Liu, Junzhuan Wang*, Linwei Yu*, Jun Xu, Kunji Chen, Pere Roca i Cabarrocas

Nano Energy 86 (2021) 106121

三、Photoelectric Cardiac Pacing by Flexible and Degradable Amorphous Si Radial Junction Stimulators

Zongguang Liu^#, Bin Wen^#, Luyao Cao^#, Shaobo Zhang, Yakui Lei, Guangzhi Zhao, Long Chen, Junzhuan Wang, Yi Shi, Jun Xu, Xiangbin Pan*, and Linwei Yu

Advanced Healthcare Materials 9 (2020) 1901342

四、Nanoscale photovoltaic responses in 3D radial junction solar cells revealed by high spatial resolution laser excitation photoelectric microscopy

Huili Zhang^#, Yakui Lei^#, Qiang Zhu, Tong Qing, Ting Zhang, Wanghao Tian, Matthias Lange, Meiping Jiang, Chao Han, Jun Li, Dieter Koelle, Reinhold Kleiner, Wei-Wei Xu, Yonglei Wang, Linwei Yu*, Huabing Wang*, Peiheng Wu

ACS Nano 13 (2019) 10359-10365

五、Firmly standing three-dimensional radial junctions on soft aluminum foils enable extremely low cost flexible thin film solar cells with very high power-to-weight performance

Xiaolin Sun, Ting Zhang,Junzhuan Wang*, Fan Yang, Ling Xu, Jun Xu, Yi Shi, Kunji Chen, Pere Roca i Cabarrocas, Linwei Yu

Nano Energy 53 (2018) 83-90

六、Ultra-fast solar-blind ultraviolet detection by inorganic perovskite CsPbX3 quantum dots radial junction architecture

Jiawen Lu, Xuexi Sheng, Guoqing Tong, Zhongwei Yu, Xiaolin Sun, Linwei Yu*, Xiangxin Xu*, Junzhuan Wang, Jun Xu, Yi Shi, and Kunji Chen

Advanced Materials 29 (2017) 1700400

(责任编辑：时尚)