新型单晶薄膜InP太阳电池的光谱响应

为使通信卫星能够正常工作于所谓Van Allen辐射带,必须发展一种具有强抗辐射能力的太阳电池。本文设计研究外延了漂移机制单晶薄膜InP太阳电池,测量了其光谱响应,结果表明该电池在325nm到632nm之间有高于50％的内量子效率,在253nm也有较好的响应。有望获得高效率的应用于AMO条件的InP太阳电池。此外,实验结果还表明该设计可以应用于短波光探测器。

高效三功能层单晶薄膜太阳电池的研究

讨论了ＺｎＳｅ／ＧａＡｓ／Ｇｅ等三功能层梯度掺杂异质单晶薄膜复合光电极的结构，分析了把它用于光电化学太阳电池、光伏太阳电池、肖特基光伏太阳电池时的工作机理及优点。实验结果验证了理论分析。在进一步提高太阳电池转换效率方面，该复合光电极值得进一步研究。

NiNb_2O_6半导体电极的能级结构和腐蚀机理研究

本文通过测量伏安特性和光谱响应研究了被还原的ｎ型ＮｉＮｂ＿２Ｏ＿６半导体单晶电极的光电化学性质及其能级结构，观察到两个吸收带，强者在３．２４ｅＶ，对应于氧－锯跃迁；弱者在１．７５ｅＶ，在可见光区，对应于镍－铌跃迁。探讨了阳极暗腐蚀、光腐蚀和水的光电解机理，绘出了ＮｉＮｂ＿２Ｏ＿６的电子能级图和主要的裂解能级。

双梯度掺杂漂移机制InP/GaP光二极管

设计了双梯度掺杂漂移机制InP/GaP光二极管 ,研究了由于晶体不匹配所造成的缺陷以及这些缺陷对器件性能的影响 .结果表明InP/GaP光二极管具有很好的光谱响应和抗辐射特性 ,特别是在短波方向有高于 80 %的内量子效率 .这说明在双梯度掺杂漂移机制结构中使用晶格不匹配的衬底时 ,外延晶体中所产生的缺陷对器件性能的影响较小 ,器件在有大量缺陷和复合中心存在的情况下仍然可以具有较好的光电特性 ,从而为在强辐射带轨道运行的航天器使用太阳电池以及InP/Si器件技术提供了很好的设计依据 .

NiNb_2O_6光电极的还原和表面处理

研究了铌酸镍（ＮｉＮｂ２Ｏ６）半导体电极的还原条件及在光电化学太阳电池中光电解水制取氢时的表面特性。对单晶和多晶压片电极表面逐点研究后表明，其光电化学性质是不均匀的。探讨了机械抛光、化学抛光和光抛光等不同表面处理方法对电极特性的影响。

InP/GaP晶格失配界面的电特性(英文)

本文研究了InP/GaP晶格失配界面的电特性。HRTEM图象表明在界面存在90°位错缺陷的应变缓释。ECV表明界面存在高密度载流子层。AFM图象表明本研究中获得了粗糙度为2.48nm的良好InP异质外延层。并对于InP界面给出了一个基于费米能级钉扎的模型来解释观察到的电性质。

混合型TEA-CO_2激光器的亚阀值单模多线运转

本文为混合型 TEA—CO_2激光器亚阀值单模多线运转提出了一种改进的速率方程模型。在这个模型中考虑了(01’1)→(11’0)振动带(hot band)的 R(23)转动跃迁对10.6μm 振动带特别是 P(20)转动跃迁的贡献。计算结果表明,在这个模型下获得了强度分布均匀的多线运转。

PERC结构多晶硅太阳电池的研究

高效、低成本是目前硅太阳电池追求的主要目标。多晶硅太阳电池成本低,但其电性能较差。背面钝化及局部背接触是提高多晶硅太阳电池电性能的主要技术。通过采用SiO2/SiNx叠层膜作为背钝化介质层,依次经过背面开槽、丝网印刷、烧结形成背面局部接触,制备钝化发射极和背表面电池(PERC)结构多晶硅太阳电池。采用恒光源I-V特性测试系统测试其电性能,结果表明:较之常规铝背场多晶硅太阳电池,PERC结构电池在开路电压Voc、短路电流密度Jsc、转换效率η方面分别提高了13 mV、1.8 mA/cm2和0.67%(绝对值),其转换效率达到17.27%。PERC结构多晶硅电池采用了常规丝网印刷工艺,有利于实现高效多晶硅电池的产业化生产,具有很高的实际意义。

快速制备单晶Si片绒面的研究

太阳电池单晶Si片表面制绒已是一项成熟的工艺,但普遍制绒时间较长。为提高制绒效率,本课题研究了较短时间内NaOH/异丙醇(IPA)体系制绒时的温度、时间、溶液组分对绒面的影响,以及制绒前去损伤的优劣。最终实现了,在含2.5%NaOH(质量百分比,下同)和10%IPA的溶液中,80℃恒温处理15 min即可制备出比较均匀的绒面。溶液中加入3%Na2SiO3,效果更佳,反射率最低可达9.5%。并发现去损伤后制绒效果并不理想,同时还研究了表面活性剂1,4-环己二醇(CHX)和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)代替异丙醇制绒。研究发现,异丙醇仍然是性价比较好的添加剂。

PERC太阳电池背面SiN_x折射率的优化

提高背反射率、降低背表面复合速率是提高太阳电池转换效率的重要研究方向之一。SiNx薄膜因其良好的钝化特性不仅应用在传统太阳电池发射极钝化,也同时应用在局部背接触太阳电池(PERC)背表面,起到背面钝化及增加背反射的作用。为增强PERC太阳电池背钝化、提高电池背面长波光子的反射率,在背表面AlOx/SiNx叠层膜模型基础上,提出并研究了不同折射率的双层SiNx对PERC太阳电池性能的影响,实验结果表明:采用折射率2.4/2.0的SiNx薄膜,PERC太阳电池电性能相对较好,相对常规背钝化电池,开路电压、电流密度以及转换效率分别提高了1.8 mV,0.16 mA/cm2,0.11%。

走近有机太阳电池

目前在太阳电池领域普遍使用的是晶体硅太阳电池，约占世界光伏组件的85％。随着能源和环保问题日益受到重视，太阳电池产业在我国和世界上的发展突飞猛进。再加上半导体工业其它方面的广泛应用，直接导致了硅材料的紧缺，因此其价格近两年急剧上涨，这对硅太阳电池成本的降低起到了阻碍作用，进而严重影响到太阳能光伏的广泛应用。改变这种状况的途径有两个，

阳极修饰层ZnPc对OLED性能影响的研究

本文采用真空蒸镀法制备了不同厚度的酞菁锌(ZnPc)超薄膜,研究了不同厚度的ZnPc缓冲层对OLEDs器件发光性能的影响,测试了器件的一系列光电性能,对相关机理进行了探讨。结果表明:含有ZnPc修饰层的器件性能明显优于不含有修饰层的器件,加入ZnPc修饰层后器件发光稳定性也得到了改善,同时不同厚度的修饰层对器件性能的影响也有所不同。分析认为,ZnPc能有效改善ITO表面的平整度和降低空穴注入势垒的性质是提高器件性能的主要原因。

有机太阳电池ITO电极质量衡量方法

通过测量不同光刻条件下制作的ITO电极的方块电阻,提供了一种利用方块电阻测量值来衡量有机太阳电池ITO电极质量的方法。对于笔者所使用的ITO电极图案和ITO玻璃的规格,在指定点上测得方块电阻为7.0Ω/□时,电极质量较好。相比利用显微镜观察ITO电极质量的方法,该方法既简便又准确,可以提供一个对ITO电极质量的量化衡量标准。

射频溅射功率对ZnO透明导电薄膜光电性能的影响

采用磁控溅射技术在不同溅射功率下制备了ZnO薄膜。研究了薄膜的沉积速率、光电特性以及不同功率条件下制备的ZnO薄膜对HIT电池开路电压的影响。结果表明:在溅射功率为200W时制备的薄膜,具有良好的导电性和光透过性;将其应用到HIT电池中,得到的开路电压最高。该研究对提高HIT电池性能具有一定的参考意义。

有机光电导电材料PEDOT-PSS薄膜制备工艺研究

PEDOT（聚乙撑二氧噻吩）是一种新型的有机导电材料，具有高电导率、好的环境稳定性、在掺杂状态是透明的等优点，这些优点使其在制备有机电致显示、有机太阳能电池等有机光电器件中得到广泛应用。研究了用旋涂方法制备PEDOT-PSS的工艺，考察了所得薄膜厚度、均匀性与溶液的浓度、基片旋转速度之间的关系，另外退火温度和时间对薄膜的均匀性也有很大影响，通过最小二乘法对数据进行拟合，得出PEDOT-PSS在1．3％（质量分数）的情况下薄膜厚度随转速的变化曲线和经验公式，利用AFM、椭偏仪等仪器研究旋涂工艺对PEDOT-PSS导电膜的厚度、粗糙度等性盾的影响。

螺线管励磁电流的热效应对霍尔电压测量的影响

本文给出了在3种励磁电流(I_n=0.2A,0.6A,1.0A)情况下,螺线管中温度与通电时间的关系曲线,以及霍尔电压V_H随时间t变化的关系曲线。结果表明在较大励磁电流时。10分钟的预热时间是十分必要的,之后霍尔电压趋于稳定。

QF1基底上可见光区宽带增透膜研究

本文以QF1为基底设计了一种宽带可见光区增透膜,即:增透波长0.4～0.8μm,工艺实现采用了电子束蒸发物理气相沉积的方法,薄膜材料仅含有TiO2和SiO2,并分别作为高低折射率材料。利用Edinburgh光谱仪对双面镀制该膜系样品的透过率进行测量,测试结果表明平均透过率达98.43%,通过SEM的膜层截面证实膜层比设计略偏厚,导致测试透过率与设计相比略有红移,但实际样品的光学特性与设计结果基本相符,具有宽带的增透特性。环境测试表明:薄膜具有良好的稳定性和牢固度。该增透膜可以应用于可靠性要求较高的环境中。

聚合物太阳电池ITO电极的光刻制备

使用光刻的方法进行ITO电极的制作,可制得精细的电极结构,本文重点阐述了使用光刻制备ITO电极的方法,包括表面清洗、曝光参量、显影条件、腐蚀工艺等,其中较为理想的ITO光刻工艺为:50 s曝光时间、30 s显影时间、20 s化学腐蚀时间。并用对腐蚀工艺条件进行了理论分析,并使用光学相干断层扫描(OCT)技术对制备的电极进行了测量。

PEDOT:PSS/ZnPc作为有机小分子太阳电池阳极修饰层的研究

采用阳极修饰法构建了基于酞菁铜(CuPc)和碳60(C60)的有机小分子太阳电池,分别研究了酞菁锌(ZnPc)、聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)和PEDOT:PSS/ZnPc作为阳极修饰层对该有机太阳电池输出性能的影响,并对三种修饰层的相关机理进行了探讨。结果表明:加入ZnPc修饰层的电池开路电压(Voc)增大,从0.372提高到0.479V。旋涂PEDOT:PSS的电池短路电流(Jsc)提高,由1.943mA/cm2提高到3.752mA/cm2。而以PEDOT:PSS/ZnPc作为阳极修饰的电池Voc和Jsc均有较大的提高,Voc从0.372V提高到0.482V,Jsc从1.943mA/cm2提高到3.810mA/cm2,其转换效率可提高两倍以上。分析认为,ZnPc更有利于阳极空穴的输出,PEDOT:PSS能有效改善ITO表面的平整度的性质是提高太阳电池性能的主要原因。

可见近红外双波段增透膜的设计及制备

以K9为基底设计了一种覆盖部分可见及近红外双波段的增透膜,即:增透波长包括0.55～0.78μm和1.0～1.3μm两个波段。工艺实现采用了电子束蒸发物理气相沉积的方法,薄膜材料仅含有TiO2和SiO2,并分别作为高低折射率材料。利用岛津分光光度计对双面镀制该膜系样品的透过率进行测量,测试结果表明0.55～0.78μm波段平均透过率为98.01%,1.0～1.3μm波段平均透过率达到97.04%。通过SEM的膜层截面证实实际膜层厚度相对于设计值来说偏厚,致使透射率光谱曲线略往长波方向漂移,但所需波段内平均透过率仍可满足所需光学特性。环境测试表明:薄膜具有良好的稳定性和牢固度。该增透膜可以应用于可靠性要求较高的环境中。