一种太阳电池纳米陷光结构的制备方法

提出了一种利用石墨纳米颗粒作为掩膜,通过金属辅助刻蚀来制备具有低反射率的太阳电池纳米陷光结构的方法。用该方法制得了一种表面覆盖有纳米线和纳米孔的太阳电池纳米陷光结构。结合金属辅助刻蚀的机制和这种陷光结构的形成原理,分析了石墨纳米颗粒和H2O2浓度对陷光结构形貌的影响,并讨论了陷光结构的形貌对样品陷光性能的影响。最后,制得了在300～1100nm波长范围内平均反射率仅为3.6%的太阳电池陷光层。     

飞秒激光不锈钢表面陷光微结构的制备与性能研究

利用飞秒激光在高真空环境下,在316L不锈钢表面两次交叉扫描制备了周期性微纳结构,并研究了微纳结构对波长范围200~900nm的光波的吸收增强能力。样品表面微结构形貌与成分采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪测试。第1次扫描采用高能流激光,获得了微米级锥状钉结构,表面覆盖了典型的激光诱导周期性表面结构(LIPSS)。然后将样品旋转90°,采用能流为0.02J/cm2的激光进行第2次扫描,路径与第1次扫描相交。第1次扫描的结构中的LIPSS被第2次低能流激光打断纳米颗粒,从而与锥状钉结构结合形成双尺度微结构。反射率测试结果表明,这种双尺度微结构表面的平均反射率约为2.28%,为光滑表面平均反射率的3.42%。结合XRD分析结果,不锈钢表面获得强陷光性能主要归因于飞秒激光制备的微结构。     

双铁电复合材料的制备及其光电化学性能研究

通过模板法制备钒酸铋(BiVO₄)薄膜,用溶胶–凝胶法制备铁电材料铁酸铋(BiFeO₃)并对BiVO₄进行修饰,以半导体复合的方式提高BiVO₄的光电化学性能。电化学测试结果表明,经BiFeO₃修饰后, BiVO₄薄膜的光电化学性能有所提高,其中经BiFeO₃旋涂5次后的BiVO4薄膜具有最优的光电化学性能,光电流密度达到0.72 mA·cm^–2,较未修饰样品提高了67.4%。利用外场极化调节能带弯曲可以显著地提高BiVO₄/nBiFeO₃铁电复合物的光电化学性能,复合物经正极化20V电压处理后的光电流密度最高为0.91mA·cm^–2,比BiVO₄薄膜提升了1倍以上,具有良好的光电化学性能。BiFeO₃与BiVO₄复合后有利于形成异质结,促进光生电子、光生空穴的产生与分离,并且外场极...     

流化床法制备太阳能级多晶硅用沉积硅粒的性能研究

在流化过程中,为保证硅粒在流化床中分布状态良好,提高硅的沉积产率,同时要达到产生太阳能级纯度的多晶硅,对流化床中流化的硅粒的粒径和纯度要求是非常严格的,本文采用球磨技术,通过正交实验,对球磨时间、球磨介质、球的均匀度工艺参数对沉积硅粒的粒径影响及球磨污染程度和形貌特征进行试验研究。试验表明：选择合适的球磨罐和球磨介质,以高纯工业硅进行实验,制得的硅粒平均粒径处于145—166um和166—180um之间时,在进行流态化试验时,完全满足太阳能级多晶硅用沉积硅粒在流化床中流态化分布的要求。     

多晶硅制备技术及其研究进展

简述了国内外多晶硅生产工艺的发展和现状,介绍和比较了各种多晶硅的制备方法在产能、能耗及环境友好特性等方面的特点。介绍了多晶硅CVD的原理、反应机理及其研究方法,综述了流态化多晶硅CVD的基本原理、研究现状以及存在的问题。分析表明:利用硅烷流态化技术最有希望降低多晶硅生产成本;数值模拟作为描述CVD过程的重要手段需要进一步完善其模型,特别是对流态化CVD过程,需要建立各种物理化学现象的耦合作用模型。     

各向同性腐蚀法制备多晶硅绒面

本文介绍了一系列利用各向同性腐蚀法制备多晶硅绒面的试验，腐蚀液为硝酸和氢氟酸的混合溶液，添加了醋酸稀释液是为了降低反应速度。通过优化各种参数，获得了腐蚀速度平缓，适合工业生产的多晶硅绒面，绒面分布均匀。随着反应的进行，腐蚀坑由微裂纹状转变为气泡状，经反射率测定表明绒面达到了较好的减反效果。     

光退火制备多晶硅薄膜与量子态模型

本文发现在用光退火制备多晶硅薄膜过程中退火温度、时间等与多晶硅薄膜晶粒大小等晶化性质符合量子态模型。并对其物理思想进行了分析。     

陷光结构应用于太阳能电池的研究进展

在太阳能电池中引入陷光结构是提高光电转换效率的一种重要方法。本文主要从晶体硅太阳能电池、薄膜太阳能电池和其他新型太阳能电池三方面,综述了近年来国内外陷光结构用于太阳能电池的最新研究进展,分析了陷光结构对各类太阳能电池性能的影响、陷光作用的原理及工艺手段,最后指出其发展潜力及未来的研究方向。     

长余辉蓄光玻璃的制备及其性能研究

利用传统陶瓷制备方法合成了SrAl2O4:Eu,Dy长余辉发光粉体,该磷光体主发射波长位于520nm,余辉时间长达8h以上。并以硼硅酸盐低熔点玻璃为底材,掺杂该发光粉体,在一定温度下烧成,结果制得长余辉蓄光玻璃。研究还表明,烧成温度对该玻璃的发光性能影响较大,随着温度的升高,发光强度及余辉时间明显下降。     

直流磁控溅射法制备GZO薄膜及其结构和光电性能的研究

为了提高GZO薄膜性能的稳定性,在溅射温度为室温、气压为0.2 Pa、靶基距为100 mm等工艺条件下,利用直流磁控溅射法在氧化铝基底上沉积超厚型的镓掺杂氧化锌(GZO)薄膜,并探究不同溅射功率对GZO薄膜的表面生长方式、内部晶体取向和光电性能的影响。利用X射线衍射仪、四探针、原子力显微镜等仪器对制备的薄膜进行表征,结果发现随着溅射功率的增大,GZO薄膜晶胞的生长方向由径向生长变为横向生长;薄膜内的晶体结构的衍射峰先增强后降低;薄膜在可见光范围内的平均透光率出现先增大后减小,最后再次增加的趋势。GZO薄膜样品的方块电阻随功率的增加逐渐呈现出下降的趋势,当溅射功率为250 W时,薄膜的方块电阻最低,最低值为18Ω/□。当溅射功率为180 W时,薄膜的择优取向衍射峰峰值达到最大,薄膜的晶胞生长饱满并且结晶性能良好,薄膜表面致密性平整;GZO薄膜的平均透光率在可见光波段范围内达到最高并且接近95%,薄膜的方块电阻为34Ω/□。     

TiO_2/SrTiO_3核壳结构光阳极制备及其光电化学性能

采用水热法在纳米多孔TiO2光阳极表面包覆一薄层SrTiO3,制得TiO2/SrTiO3核壳结构光阳极,并用X射线衍射、扫描电镜、能谱仪、透射电镜及紫外可见吸收光谱对其进行表征。探讨了水热反应时间对TiO2/SrTiO3光阳极组装的染料敏化太阳能电池(DSSCs)的光电化学性能的影响。结果表明:钙钛矿结构的SrTiO3包覆在纳米多孔TiO2光阳极的表面,形成TiO2为核SrTiO3为壳的光阳极;SrTiO3包覆的样品吸收边有红移;与TiO2光阳极相比,水热反应制备的TiO2/SrTiO3核壳结构光阳极组装的DSSC短路电流密度明显增加,5h时光电性能最优,短路电流密度为13.98mA/cm2,开路电压为0.74V,填充因子为0.45,全光转换效率为4.68%,提高了35.65%。     

DBD-CVD法制备掺氮二氧化钛薄膜及其结构性能

采用介质阻挡放电化学气相沉积(DBD-CVD)法制备TiO2透明自清洁功能薄膜,选用四异丙醇钛(TTIP)、NH3作为反应先驱体,另外再加入一定量的N2、Ar或者He作为稀释气体控制气体的流量和流速。通过对其进行X射线衍射、紫外-可见光谱、X光电子能谱、场发射扫描电镜、光催化性质、光亲水性质等测试表明,过DBD-CVD方法制备TiO2薄膜,只存在锐钛矿相,氮掺杂改变了薄膜中锐钛矿相晶粒生长的取向,从而影响薄膜的表面微观结构,促使光吸收限红移,提高了薄膜在可见光照射下的光催化效率,并改善了薄膜表面的亲水性能。     

冶金法制备太阳能级多晶硅研究现状及发展趋势

冶金法是我国走出硅原料依赖,发展低成本、环境友好的太阳能级多晶硅制备技术的必经之路,冶金法自诞生以来在世界范围内经历了三次研究高潮,第三次正是在以我国科研和产业工作者为主导和推动下发展的,并形成了大量有益的科学结论和实践经验。本文从冶金法的界定开始,详细分析了冶金法提纯的理论基础,饱和蒸汽压机理、偏析机理和氧化性差异机理,介绍了以上机理所衍生出的技术方法及进展,并对冶金法的发展前景进行了展望。     

冶金法制备太阳能级多晶硅的耦合除杂研究

以工业硅为原料,利用介质熔炼、定向凝固和电子束熔炼三种熔体处理技术对工业硅中的B、P和金属杂质进行了去除,制备出了99.9999%级多晶硅材料,其中,杂质B和P的含量分别低于0.20 ppmw（parts per million (weight),百万分之一质量）,金属杂质总含量（TM）低于0.23 ppmw。研究发现,介质熔炼去除杂质B的过程中,熔体中发生氧化还原反应可以有效去除大部分的杂质Al和Ca;电子束熔炼过程中,利用饱和蒸气压原理可以有效去除挥发性杂质P、Al、Ca,同时降束诱导多晶硅定向凝固,可将其他金属杂质进一步去除。本研究通过各技术间的耦合除杂,减少了冶金法提纯多晶硅的工序,为连续化、规模化生产提供了技术支撑。     

PECVD法制备纳米晶粒多晶硅薄膜

采用射频等离子体增强化学气相沉积系统(RF-PECVD)以高纯SiH4为气源在P型<100>晶向单晶硅片上、衬底温度600℃、射频(13.56MHz)电源功率50W时沉积非晶硅薄膜,利用高温真空退火制作纳米晶粒多晶硅薄膜.采用x射线衍射仪(XRD)、Raman光谱、AFM测量和分析薄膜微结构及表面形貌,实验结果表明,退火温度为800℃时非晶硅薄膜晶化,形成择优取向为<111>晶向的多晶硅薄膜;退火温度增加,Raman谱TO模和TA模强度逐渐减弱;AFM给出800℃退火后薄膜晶粒明显细化,形成由20～40nm大小晶粒组成的多晶硅薄膜,薄膜晶粒起伏程度明显减弱.     

复合定向凝固法制备多晶硅铸锭

采用复合定向凝固法制备多晶硅铸锭,在精炼和定向凝固过程中施加电磁场控制柱状晶生长过程.实验制得平行于铸锭中心轴的柱状晶,直径约为1mm,铸锭表面质量良好.分析表明金属杂质并未在晶界处发生聚集;且沿铸锭轴向分布也有明显改善,增加了铸锭的有效提纯长度.并通过理论计算探讨了晶体生长速度和定向凝固次数对杂质去除效果的影响.     

乳液聚合法制备聚苯胺及其电容性能研究

以过氧化氢(H2O2)为氧化剂,采用乳液聚合法,添加不同表面活性剂,在室温下制备得到聚苯胺(PANI)电极材料。采用扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)及X-射线衍射(XRD)方法对其进行结构、形貌表征。用掺杂的PANI为活性物质制作电极,以lmol·L-1 H2SO4为电解液,组装成超级电容器。用恒电流充放电技术测试了其电化学性能。结果表明,添加表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)制备的PANI材料在电流密度为1mA·cm-2下的单电极比容量达497F·g-1,比掺杂十二烷基磺酸钠(SDS)的PANI材料具有更高的比容量。     

液相法制备石墨烯及其摩擦学性能研究

以膨胀石墨为原料,采用液相剥离法和改进Hummers氧化石墨工艺,对氧化石墨进行肼预还原和高温还原,进行了SEM、TEM、Raman以及EDX分析,结果表明,该方法可以制备出微米量级的高质量、高浓度、高产量的石墨烯,又运用SRV试验机检测了石墨烯作为润滑油添加剂的摩擦磨损性能,并对其润滑机理进行探讨。