太阳电池内部电阻对其输出特性影响的仿真

通过对太阳电池的等效电路进行分析,建立了太阳电池的计算机仿真模型,定量地模拟了在一定光照下太阳电池内部的等效并联电阻及串联电阻对其伏安特性、开路电压、短路电流及填充因子的影响的程度。仿真结果表明：等效并联电阻产生的漏电流会影响太阳电池的反向特性和正向小偏压特性,且并联电阻影响其开路电压,但对短路电流基本没有影响；等效串联电阻会影响太阳电池的正向伏安特性和短路电流,而对开路电压没有影响；另外,并联电阻的减小和串联电阻的增大都会使太阳电池的填充因子和光电转换效率降低。仿真结果与实际测量的数据取得了相一致的结论。     

基于宽带隙P-I-N结构的高效有机小分子太阳电池

研制了一种采用混合的P-I-N异质结结构、基于混合ZnPc和C60的有机小分子太阳电池。该有机太阳电池光电转换由ZnPc和C60异质结混合成膜完成,电子和空穴分别通过n掺杂和p掺杂的宽带有机层传输至阴极和阳极,不同掺杂的电子或空穴传输层由精确控制两种有机小分子的蒸镀速率来实现;其中空穴传输层采用N,N,N’,N-’Tetrakis(4-methoxyphenyl)-benzidine(MeO-TPD)为基底材料和Tetrafluoro-tetracyano-quinodimethane(F4-TCNQ)为掺杂材料,电子传输层采用C60为基底材料,而掺杂材料为Leuco Crystal violet(LCV)。实验发现:可以通过改变光电转换层和电子传输层的厚度,优化器件的结构;与未掺杂的有机薄膜相比,掺杂的宽带有机传输层导电率提高了3~4个数量级,并且它们几乎不吸收太阳光;电子传输层的厚度直接影响太阳电池的转换效率,这与薄膜光学的预期结果相符;当增大光电转换层的厚度,不仅增加了光吸收,同时电子空穴的复合率也随之增加,因此器件的填充因子降低。实验结果表明:该有机太阳电池的光电转换效率可达2.4%。     

一种有机/金属肖特基二极管的实验研究

提出了一种简单有效的有机/金属肖特基二极管的制备方法:通过简单的真空气相沉积工艺,依次将有机材料PTCDA(C24H8O6)薄膜和金属电极Au蒸镀在透明导电玻璃ITO上.通过在室温条件下对该二极管的电流-电压(I-V)特性的测试发现,其整流系数可达104.根据标准肖特基理论以及实验所得电容-频率(C-f)和电容-电压(C-V)的测试结果,得到该有机肖特基势垒高度在0.2～0.3eV范围内.     

基于半球空间光纤阵列的双向反射分布测量

提出了一种基于半球空间光纤阵列的双向反射分布函数(BRDF)测量方法与系统.将多根光纤组成的阵列均匀分布于一半球面上,使球心处物体表面反射的光在三维空间中的角分布转换为同一平面上的二维图像,经CCD采集及相应的数据处理,可实现对物体表面双向反射分布函数的快速测量.同时,利用光纤将照射激光束传输到物体表面待测点,并通过光纤的弯曲角度可改变光束的入射角.利用该测量系统对不同材质、不同加工工艺的物体表面的激光反射分布进行了初步的测量和分析.结果表明,相比传统的扫描式测量系统,该测量系统在提高测量速度的同时,避免了由于光源功率的起伏和探测器响应度的涨落所引起的测量误差,且结构简单,使用方便.     

基于声卡和MATLAB的太阳电池伏安特性自动测试系统

对实验室常用的太阳电池伏安特性测试方法进行改进,设计了一种利用计算机通用外设--声卡进行模拟信号的采集与A/D转换,并利用MATLAB软件进行数据处理与分析的太阳电池电流电压特性自动测试系统.建立测量与信号变换电路,通过软件实现了图形用户界面操作,同时对测试结果的可靠性进行了理论分析,通过测试表明系统符合设计的要求.     

一种有机/金属肖特基二极管的实验研究

提出了一种简单有效的有机/金属肖特基二极管的制备方法:通过简单的真空气相沉积工艺,依次将有机材料PTCDA(C24H8O6)薄膜和金属电极Au蒸镀在透明导电玻璃ITO上.通过在室温条件下对该二极管的电流-电压(I-V)特性的测试发现,其整流系数可达104.根据标准肖特基理论以及实验所得电容-频率(C-f)和电容-电压(C-V)的测试结果,得到该有机肖特基势垒高度在0.2～0.3eV范围内.     

基于双轴锥镜的环形激光束整形

为了改善非稳腔高能激光系统的光束质量,提高发射光学系统口径的利用率,采用新型的可用于光学非稳腔输出环形光束的光学整形方法,通过在激光腔外的光路上增加光学元件对输出的环形激光束进行了整形变换。在理论分析的基础上,设计并加工了基于双轴锥镜的光束整形装置,针对非稳腔高能激光器输出的环形光束进行了整形实验,取得了与理论分析一致的数据。结果表明,采用双轴锥镜装置整形后的光束比原始光束具有更好的光束质量,光束束腰直径由45mm减小为32mm,光束质量因子M2由14减小到11.8。该方法用于光学非稳腔输出环形光束整形变换具有可行性。     

气相沉积法制备含酞菁铜聚酰亚胺薄膜的光电性能

在2×10-3Pa真空度下,以酞菁铜、均苯四甲酸酐和二氨基二苯醚为原料,通过控制三源单体的加入摩尔计量、加热时间和沉积速率,在玻璃衬底上合成了含酞菁铜的聚酰胺酸,再经150℃～200℃真空加热亚胺化1 h后得到了成膜性良好的均匀含酞菁铜聚酰亚胺薄膜.红外谱图证实了所合成产物的结构,紫外-可见光吸收分析表明含酞菁铜聚酰亚胺薄膜在可见光区、近红外区具有较强的吸收,热失重分析表明所制备的含酞菁铜聚酰亚胺具有良好的热稳定性能;用简并四波混频方法测得薄膜的三阶非线性极化率为1.984×10-9esu,表现出良好的三阶非线性特性.     

不同粗糙度表面双向反射分布函数的实验研究

为了研究目标表面的激光散射特性,利用双向反射分布函数的方法,采用自行设计的双向反射分布函数测量装置对样品表面双向反射分布函数进行了实验测量研究。以BaSO4粉压制板作为漫反射标准板,通过样本比值法进行对比研究,得到了样品在不同粗糙度和不同入射角下反射光的空间分布。结果表明,粗糙度越小,样品表面镜像反射的双向反射分布函数峰值就越大,镜反射现象越明显;入射角度越小,样品表面镜像反射的双向反射分布函数峰值就越小,呈现出一定的漫反射特征;反之亦然。反映出不同粗糙度表面对激光散射程度不同。     

一种免受温度影响的双光纤光栅应变传感器

应用温度补偿原理,设计了一种新颖的不受温度影响的双光纤布拉格光栅测应变传感结构.基于理论分析,得出了此传感结构的应变与布拉格波长相对位移量之间的关系,给出了应变灵敏度的解析表达式.实验结果表明,此传感结构对应变的响应曲线具有很好的线性度和很高的灵敏度,并且不受温度影响;在0～0.8 mm的应变范围内,应变灵敏度为0.171nm/με,比单光纤光栅传感结构提高一倍;在-25～60℃的温度变化范围内,两光栅的布拉格波长差没有发生明显变化,传感结构不受温度影响.