Sub-stochiometric MoOx by radio-frequency magnetron sputtering as hole-selective passivating contacts for silicon heterojunction solar cells

The silicon heterojunction (SHJ) solar cell has long been considered as one of the most promising candidates for the next-generation PV market. Transition metal oxides (TMOs) show good carrier selectivity when combined with c-Si solar cells. This has led to the rapid demonstration of the remarkable potential of TMOs (especially MoO_x) with high work function to replace the p-type a-Si:H emitting layer. MoO_x can induce a strong inversion layer on the interface of n-type c-Si, which is beneficial to the extraction and conduction of holes. In this paper, the radio-frequency (RF) magnetron sputtering is used to deposit MoO_x films. The optical, electrical and structural properties of MoO_x films are measured and analyzed, with focus on the inherent compositions and work function. Then the MoO_x films are applied into SHJ solar cells. When the MoO_x works as a buffer layer between ITO/p-a-Si:H interface in the reference SHJ solar cell, a conversion efficiency of 19.1% can be obtained. When the MoO_x is used as a hole transport layer (HTL), the device indicates a desirable conversion efficiency of 17.5%. To the best of our knowledge, this current efficiency is the highest one for the MoO_x film as HTL by RF sputtering.     

热注入法合成PbX(X=S,Se)量子点的结构和性能研究

采用热注入的方法在空气氛围中合成PbX(X=S,Se)量子点,液体石蜡和磷酸三丁酯(TBP)作为不同的溶剂优化PbSe量子点的合成;使用六甲基二硅硫烷(TMS)作为硫源合成了第一激子吸收峰在900 ～ 1500 nm分布的PbS量子点.通过透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和吸收光谱等测试手段对合成的物质进行成分与光学性能分析表征,对比研究了Ⅳ-Ⅵ族化合物量子点在成核过程中的差异.结果表明在相同的实验条件下PbS量子点的反应条件相对温和,量子限域效应明显;而PbSe量子点的合成对环境的要求更加严苛,反应温度更高,量子点的尺寸分布更宽.     

红外光谱法研究温度变化对卵粘蛋白构象的影响

采用傅里叶变换红外(FTIR)光谱法和二维相关分析(2D Correlation analysis)技术研究了卵粘蛋白(Ovomucin)的构象转变与温度之间的关系. 结果表明, 当温度为55~65℃时, 卵粘蛋白的红外谱峰的位置和强度发生较大改变. 二维相关分析表明, 在升温过程中, 与肽链相比卵粘蛋白分子中的糖链对温度变化更为敏感, 且优先发生构象改变, 糖链分子的存在利于维持卵粘蛋白构象的热稳定性. 在25~95℃升温过程中, 卵粘蛋白分子二级结构的变化次序依次为α-螺旋、 β-折叠、 β-转角和无规卷曲. 由温度变化引起的卵粘蛋白分子结构动态变化的微观信息, 为揭示变温微扰引起的蛋白构象变化机理提供了初步的理论依据.     

钙钛矿太阳电池外量子效率模拟与优化

使用拟合(FAPbI3)1-x(MAPbBr3)x钙钛矿太阳电池器件每层材料的透射、反射曲线的方式获取材料真实光学常数以进行外量子效率(External Quantum Efficiency,EQE)模拟,所得结果与实际测得EQE曲线相比误差低于1;.由此分析了器件中各层薄膜材料的光学损失并针对器件中透明导电电极、电子传输层以及钙钛矿吸收层进行厚度优化,掌握了透明电极、电子传输层和钙钛矿吸收层对器件性能的影响规律.该模拟研究可有效减少实验量,为快速获得高性能器件提供了一定的指导.     

表面等离子激元非线性表面增强拉曼散射效应

本文采用热蒸发法制备得到纳米Ag颗粒作为增强拉曼衬底, 利用入射光子与纳米颗粒表面价电子的相互作用机理, 激发出高能表面等离子激元, 其表面等离子形成的高能"热点"起到表面增强拉曼散射效果. 通过比较不同入射光强下的拉曼峰强, 指出纳米Ag颗粒的增强拉曼散射效果可以实现低探测光强下的高散射强度, 即纳米Ag颗粒的表面等离子激元具有非线性的表面增强拉曼散射效果, 可降低对样品的光、热损伤, 以利于拓展拉曼散射光谱的应用范围. 同时比较不同纳米Ag颗粒衬底的表面增强拉曼散射效果表明, 采用的热蒸发工艺具有较大的工艺域度, 具有较强的工艺兼容性.     

室温制备低电阻率高透过率H,W共掺杂ZnO薄膜

采用脉冲直流磁控溅射法,以WO3:ZnO陶瓷靶为溅射靶材,通过在溅射气氛中引入H2的方式,在室温条件下制备了低电阻率、高可见和近红外光区透过率的H,W共掺杂ZnO (HWZO)薄膜.系统地研究了H2流量对所制备的HWZO薄膜的结构、组分、元素价态、光电特性的影响.结果表明:掺入的H可促进Zn的氧化,改善薄膜的结晶质量,提高薄膜透过率.H引入之后薄膜的载流子浓度增加,电阻率降低.在H2流量为6mL/min时制备的HWZO薄膜性能最优,电阻率为7.71×10-4 Ω·m,光学带隙为3.58 eV,400-1100 nm的平均透过率为82.4％.     

B掺杂ZnO透明导电薄膜的实验及理论研究

采用脉冲直流磁控溅射技术与基于密度泛函理论的平面波赝势方法对B掺杂ZnO （BZO）薄膜进行了研究. 以B₂O₃：ZnO陶瓷靶为溅射靶材,制备了低电阻率、可见和近红外光区高透过率的BZO薄膜. 系统地研究了衬底温度对BZO薄膜的结构、光电特性的影响. 结果表明：适当的增加衬底温度可以促进BZO薄膜结晶质量改善,晶粒尺寸增加,迁移率增大,电阻率降低. 在200 ℃时制备了电阻率为7.03×10^-4 Ω·cm,400–1100 nm平均透过率为89%的BZO薄膜. 理论模拟结果表明：在BZO薄膜中,以替位方式掺入的B （B_Zn）的形成能最低,B主要以替位形式掺入ZnO,其次分别为八面体间隙（B_IO）和四面体间隙（B_IT）的掺杂方式. B 掺入后,费米能级穿过导带,材料表现出n型半导体特性,光学带隙展宽,导电电子主要来源于B 2p,O 2p及Zn 4s电子轨道. 关键词： BZO薄膜 第一性原理计算 磁控溅射 太阳电池     

纳米Ag颗粒表面等离子激元对上转换材料光致发光性能影响的研究

本文采用共烧结工艺将纳米Ag颗粒引入Yb³⁺, Er³⁺共掺的NaYF₄上转换材料中, 利用X射线衍射及扫描电子显微镜技术对制备的NaYF₄材料进行结构特性和表面形貌的表征, 通过吸收谱及荧光光谱测试技术对NaYF₄材料光吸收及光发射特性进行表征. 通过对纳米Ag颗粒引入量的优化, 获得了Yb³⁺, Er³⁺共掺的NaYF₄上转换材料荧光发射峰的增强, 300—800 nm全光谱范围内增益达28%, 在544 nm处获得最大增益55%, 具有显著的荧光增强效果. 同时分析了不同数量纳米Ag颗粒的引入对NaYF₄材料吸收谱及光致发光特性影响, 指出了表面等离子激元的光猝灭及共振吸收增强作用机理.     

聚丙烯酸环境响应行为的研究

采用介观动力学分子模拟(Mesodyn)和耗散颗粒动力学(DPD)分子模拟与流变等实验技术相结合的方法, 研究了pH/无机盐敏感聚合物聚丙烯酸PAA在水溶液中的环境响应行为, 考察了聚合物浓度、溶液离子强度、聚合物表面电荷对PAA相行为的影响. 实验结论与模拟结果符合得很好, 对照分析给出了聚丙烯酸的环境响应机制, 为设计和应用环境敏感的智能体系提供指导和理论依据.     

军事定向越野路径优化问题建模及混合蚁群算法求解

军事定向越野运动中存在点位多、分布散、时间紧、得分要求高等条件,为在规定时间内找到一条得分高的行进线路,找到衡量和分析运动成绩好坏的标准,文中对军事定向越野中的路径优化问题进行了深入分析,建立了混合整数规划模型,设计了一种混合蚁群算法。算法中,首先由改进蚁群算法找到初始解,然后再利用选择、交叉和变异算子进行解的优化,通过仿真实验和算法对比验证了混合蚁群算法的可行性和优越性。