新型p型透明导体

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透明导体是一种在可见光区域具有高度透光性和良好导电性的材料。1907年首次报导半透明导电材料CdO，引起了人们的关注。直到二战期间，由于军事需求，透明导电体才得到广泛的重视和应用。 透明导体基本上都是氧化物，也称透明导电氧化物（TCO）。TCO根据导电特性可分为n型和p型两类。n型TCO材料，如 In2O3:Sn（ITO）、SnO2:F（FTO）和Zn:Al（AZO），作为透明的电极已经广泛应用于平面显示 、建筑和太阳光伏能源系统 。光致电压（或称光伏）工业（如太阳光伏能源系统）的发展突飞猛进，但是能量转化效率还是太低。太阳光伏能源系统若能够使用p型TCO材料，n型和p型TCO材料作为太阳能电池的透明电极，n型/p型透明电极镶嵌于多个吸光材料层间，可以及时将空穴和电子导出，从而最大程度地实现的空穴和电子分离；吸光层可以由各太阳光波段光电转换效率高的材料依次和透明电极串叠而成，从而大幅度提高光伏转换的效率，进而降低 光伏发电成本。此外，n型和p型TCO材料可以实现p-n结，用于制作透明二极管，这种器件的出现将改变人们生活。尽管n型TCO材料已经得到普遍研究和应用，然而p型透明导体的研究长期以来并未有重大突破。目前p型导体的研究主要集中一些氧化物（如CuAlO2、SrCu2O2等）搀杂，但进展不是很大。 最近本课题组提出了“透光功能区域”和“导电功能区域”的概念，发现了铜氧硫化物具有和 ITO 相当电子导电率的铜氧硫化物，目前研究主要围绕其中导电和透光结构单元进行材料设计和合成与器件化研究。