杜小龙
简介:
男,1966年10月生,现为中国科学院物理所研究员、博士生导师,清洁能源中心副主任,E04研究组长,挪威奥斯陆大学客座教授;1992年7月北京师范大学物理系毕业,获硕士学位;1999年2月物理所/北京理工大学毕业获博士学位;1999年9月至2002年7月在日本国立千叶大学光电子技术研究中心从事博士后研究工作。主要研究方向为氧化物半导体材料物性研究和柔性电子学器件应用以及晶体硅高效太阳能电池新工艺研究和产业开发。(http://oxidesemi.iphy.ac.cn/index.html)
主要研究方向:
1、黑硅形貌的可控制备及黑硅光电性能研究;
2,高效黑硅太阳能电池的产业应用;基于黑硅绒面的高效PERC电池及异质结电池研发;
3、氧化物薄膜的外延生长及物性研究,基于氧化物材料点缺陷的量子调控研究;
4、氧化物基柔性电子学器件研制及产业开发;
过去的主要工作及获得的成果:
长期从事半导体材料和器件的研究工作,创建了半导体表面/界面工程及器件应用实验室,带领团队潜心研究,在ZnO材料物性研究和器件应用以及高效晶硅太阳能电池等方向上取得了重要进展,部分成果居于国际领先水平,其中黑硅太阳能电池实现了完全自主产权的核心技术体系研发,获得了重大的技术转移转化成果。获国际国内授权专利35项,其中十九项专利已实现技术转移。作为负责人承担了973项目课题、国家自然科学基金重点项目、面上项目、国际合作项目及横向项目等20余项,经费总额近3000万元。在Advanced Materials、AELM、Small、Nanoscale、Scientific Reports、Acta Materialia、PRB/APL等本专业领域国际核心刊物上发表学术论文120余篇,总引用1500余次(@web of science)。作为Co-organizer组织了第六届国际透明导电材料会议(TCM2016, Greece,2016)(本领域主流学术会议),作为大会主席成功承办了第六届全国氧化锌学术会议。作国际学术会议邀请报告二十余次。主要工作包括:
1. 氧化锌的本征缺陷能量学的实验研究获重要进展。氧化锌本征缺陷的物性是目前ZnO研究的核心基础问题,氧空位、锌空位等本征缺陷的能级及浓度对掺杂效率、电性补偿、器件稳定性等关键性能具有重要影响。然而利用传统测量技术对点缺陷进行探测表征具有挑战性,ZnO点缺陷浓度及变化规律至今还没有在实验上被系统研究。本申请者带领团队创新性地采用同位素示踪法在用MBE法构筑的ZnO同位素异质结中系统研究了O原子和Zn原子在异质结中的自扩散行为,从实验上实现了对VO(氧空位)、VZn(锌空位)及GaZn-VZn复合点缺陷的形成能/结合能的精确测定(Phys. Rev. B 94, 195208 (2016)),澄清了+2价的VO2+是ZnO呈本征n型导电的主要来源(Phys. Rev. B 93, 235305 (2016));证实了(GaZn-VZn)-复合点缺陷是Ga掺杂ZnO薄膜中的主要补偿机制。我们发展的这一ZnO点缺陷能量学特性表征方法将帮助人们定量测定点缺陷的浓度并深刻理解ZnO中的点缺陷特性。另外,该方法还可以推广到其他氧化物材料的点缺陷研究中。
2. 在MgZnO能带工程中获得重要进展,在MgZnO日盲材料和器件上获得系列成果 带领团队采用低温生长工艺及准同质外延技术首次实现了镁组分高达创记录的55%的单一纤锌矿相的高质量MgZnO单晶薄膜的制备,带隙为4.55eV,并首次研制出高性能MgZnO日盲紫外探测器(Adv. Mater. 21, 4625 (2009))。利用这些材料研制出军事应用方面具有重大价值的日盲紫外双色(Appl. Phys. Lett. 102, 153510(2013))、多色探测器(Appl. Phys. Lett. 105, 133510(2014))。进一步利用rf-MBE法成功地在日盲W-MgZnO单晶薄膜中实现了有效的F掺杂,有效解决了日盲W-MgZnO单晶薄膜的导电性问题,相关紫外探测器性能获得了大幅提高(Sci. Rep. 5, 15516(2015))。
3. 晶硅制绒新工艺研发获得国际领先的重要成果,并实现了技术转移和产业应用在光伏市场占有绝对主导地位(90%)的晶硅太阳能电池迎来了制绒工艺的重大变革,基于金属催化化学刻蚀(MCCE)的黑硅制绒工艺将替代现有的制绒工艺,从而解决金刚线切割片的制绒难题,大力推动光伏技术的发展。本申请人带领团队在MCCE晶硅制绒工艺的研究方面取得了重大创新性成果,独创铜催化的单晶硅倒金字塔制绒工艺,并开发出可产业化单晶硅倒金字塔太阳电池工艺技术(Nanoscale 9, 907(2017);Scientific Reports