基于暗Ⅰ-Ⅴ特性曲线对晶硅电池杂质和缺陷性质研究

暗Ⅰ-Ⅴ特性曲线是一种有效监测晶硅电池内部杂质和缺陷性质的表征手段。本文利用有限差分法较系统地研究了杂质和缺陷性质对暗Ⅰ-Ⅴ特性曲线的影响,并给出了利用暗Ⅰ-Ⅴ特性曲线判断晶硅电池内部杂质和缺陷类型和分布的基本准则,结果表明:在大于0.75 V的正向偏压区域,暗Ⅰ-Ⅴ特性曲线的明显变化可作为判断为由晶硅电池体内杂质和缺陷引起;在0.1 V^0.75 V的正向偏压区域,暗Ⅰ-Ⅴ特性曲线的理想因子分区性质可作为晶硅电池体内和表面杂质和缺陷的依据。

非对称电极和绒面结构对晶硅电池暗Ⅰ～Ⅴ特性的影响

利用有限差分法求解半导体器件基本方程的方法,通过改变栅线电极和衬底掺杂浓度,研究了织构结构和非对称电极对晶硅电池暗Ⅰ～Ⅴ特性的影响。结果表明:衬底掺杂浓度决定了织构结构晶硅电池的pn结性质,并对其暗Ⅰ～Ⅴ特性曲线产生具有重要影响;栅线电极覆盖绒面金字塔比率相同时,晶硅电池的暗Ⅰ～Ⅴ特性曲线将出现相同的分区特性,且理想因子随绒面金字塔的增加而微幅增加;栅线电极与电池底面电极构成二极管的理想因子,随金字塔周期数增加而增大,是决定晶硅电池暗Ⅰ～Ⅴ特性曲线性质的关键因素;当衬底掺杂浓度大于等于1×10^(17)时,暗Ⅰ～Ⅴ特性曲线可分成三个变化区域;当衬底掺杂浓度小于1×10^(17)时,暗Ⅰ～Ⅴ特性曲线可分成四个变化区域;同一偏压下,衬底掺杂浓度越高,暗电流越小。此外,利用pn结处于不同偏压下的总电流密度分布,详细分析了不同区域形成的物理机制。

太阳电池组件I-V特性曲线异常

为了正确评价太阳电池组件I-V特性曲线异常现象,通过对多个太阳电池I-V特性曲线组合的分析,分别探讨了安装和不安装旁路二极管的太阳电池组件的I-V特性曲线产生异常(台阶)的原因,分析了I-V特性曲线异常对热斑效应的影响,评价了I-V特性曲线异常与产品质量之间的关系,给出了太阳电池组件产生I-V特性曲线异常必须具备的三个条件,因此提出了减少和改善I-V特性曲线异常的方法。

GaN衬底上ZnS纳米薄膜的结构、光学和电学特性

采用脉冲激光沉积技术在GaN衬底上制备了ZnS纳米薄膜。通过XRD和SEM对薄膜结晶情况和截面结构进行了表征,并测量了ZnS纳米薄膜的透射光谱和ZnS/GaN异质结的Ⅰ-Ⅴ特性曲线。ZnS纳米薄膜在可见光区的透过率较高,平均透过率在80%以上,经过退火处理,透过率增大。Ⅰ-Ⅴ特性曲线表明,ZnS/GaN形成了异质结,具有和普通二极管相似的整流特性。在正向偏压下电流随着电压的增加而增大。退火处理后异质结的导通电压减小。这些特性表明,ZnS纳米薄膜在无人机载传感器和航空电子系统中的光电二极管、光电探测器、光伏电池等领域有着潜在的应用价值。

固定基团种类对双极膜性能的影响

聚苯醚溴化制备溴化聚苯醚(BPPO),与不同的胺反应引进不同的官能团制备阴膜层,再通过溶剂浇铸的方法涂磺化聚苯醚溶液制备双极膜.结果表明,不同固定基团双极膜的水解离性能与形成阴膜层基团的叔胺的pKb值有直接的关联:随着形成功能基团叔胺pKa值的增加,双极膜的催化水解离能力下降.同时研究了不同基团双极膜在不同电流密度下水解离时酸隔室的pH变化,尽管所考察的基团均有一定的水解离作用,但从实际的应用效果来看,有些基团如三丙胺和三丁胺等形成的季铵基团,由于亲水性的局限并不适合于用作双极膜阴膜层的固定基团.

用于n/γ混合场测量的涂硼电离室研制

研制了一种能同时测量混合场中γ和中子注量率的涂硼电离室,并实验测试了其性能。涂硼电离室由两个大小和结构一致的腔室组成:1个仅对γ灵敏,另1个对γ与中子均灵敏。用强度为2.7×107 s-1的Am-Be源测得电离室的中子灵敏度达9.2×10-16 A/(cm-2·s-1),在剂量率为5.24μGy/h的137 Csγ场中,电离室的γ灵敏度达7.36×10-16 A/(MeV·cm-2·s-1)。涂硼电离室I-V曲线坪长为600V,坪斜小于4%/100V,在工作电压为-400V时,其γ补偿修正系数<5%,可用于核设施周围的混合场监测。

Fe_3O_4/NSTO不同取向异质结的输运特性

利用脉冲激光沉积法,在3种不同取向的NSTO基片上,生长得到3种不同取向的Fe3O4外延薄膜。制备了Fe3O4(100)/NSTO(100)、Fe3O4(110)/NSTO(110)、Fe3O4(111)/NSTO(111)3种不同异质结。3种异质结的I-V曲线都具有很好的整流特性。利用肖特基结(Schottky junction)二极管I-V关系的热激活模型对实验数据进行处理,得到了这3种异质结的势垒高度ΦB随温度的变化关系。对这3种Fe3O4/NSTO异质结的磁阻进行了测量,分析指出Fe3O4的磁各向异性和不同取向异质结的势垒高度差,是造成3种异质结磁阻差异的主要原因。发现3种异质结的磁阻都与Fe3O4的Verwey转变温度(Tv)相关,在120 K处负磁阻最大。

三结砷化镓太阳电池串联组件遮挡特性的研究

在复杂的空间环境中,航天器的太阳电池阵在光照期间可能会受到部分遮挡,影响其输出功率。针对空间三结砷化镓太阳电池串联组件的遮挡特性进行分析研究,特别是研究被遮挡电池及其旁路二极管的工作机理,可以进一步对其Ⅰ-Ⅴ曲线出现的"台阶"进行理论解释。结果表明,当太阳电池串联组件中的电池被部分遮挡后,被遮挡电池的旁路二极管开启,会有一部分电流流过二极管,随着负载电阻的增大,被遮挡电池的旁路二极管闭合,旁路二极管工作状态的改变,使得Ⅰ-Ⅴ曲线会出现"台阶",影响电池阵的在轨功率。

异质结太阳电池测试标准的研究进展

针对异质结(HJT)太阳电池在Ⅰ-Ⅴ测试中遇到的主要问题,归纳总结了迟滞效应的成因和解决方法,以及双面HJT太阳电池的测试标准和评价体系,研究了不同测试参数对迟滞误差的影响,分析了测试台反射率及接触方式对HJT太阳电池Ⅰ-Ⅴ测试结果的影响,并通过简述HJT太阳电池亚稳态特性的研究进展,找出HJT太阳电池精确测试的方法,助力HJT太阳电池产业的发展。

GaN发光二极管表观电阻极值分析

利用正向交流(ac)小信号方法对GaN发光二极管的电容-电压特性进行测量,可以观察到GaN发光二极管中的负电容现象。利用LED串联等效电路对表观电容和表观电阻进行了测量,表观电阻-正向电压曲线出现了一个极值点。通过对相关文献分析,提出负电容现象的根本原因是在较高的正偏下微分电容dQ/dU<0;推论出pn结的微分电容先随正向偏压的增大而急剧增大,当出现复合发光后随正向偏压的增大而减小,直到随正向偏压的增大而出现负值;正向偏置电压较大时,结电导电流的变化率根据I-V特性曲线取极大值,此时微分电容由于强复合效应已快速变小,表观电阻有极大值;得到了表观电阻极大值表达式。表观电阻与正向电压曲线的极值点与理论模型相吻合,证明了该理论模型的正确性。

硅异质结太阳电池的电学性能测试研究

为了更精确地测量硅异质结太阳电池的电性能参数,研究了有无偏置光对相对光谱响应测试的影响,分析了不同扫描时间、扫描方向、探针排遮挡、太阳电池测试台背面反射率等因素对测试的影响,确立了合理的硅异质结太阳电池的测试方法,对提高硅异质结电池测试准确度与精度提供了参考意义。

硫化锌/多孔硅体系和氧化锌/多孔硅体系的光学和电学特性比较

用脉冲激光沉积法在相同孔隙率的多孔硅(Porous Silicon,PS)衬底上生长了ZnS薄膜和ZnO薄膜,在室温下对ZnS/PS和ZnO/PS的光学和电学性质进行了比较。结果发现,ZnS/PS和ZnO/PS在可见光区450～700nm都有一个较宽的光致发光谱带,呈现较强的白光发射,但ZnS/PS体系的白光发射性能要优于ZnO/PS体系的发光性能。从二者的I-V特性曲线来看,ZnS/PS异质结呈现出与普通二极管相似的整流特性,而ZnO/PS异质结的整流特性与普通二极管不同,其反向电流不饱和。

考虑分布参数的光伏阵列测试仪建模及分析

光伏阵列Ⅰ-Ⅴ测试仪在现场测试时,线缆分布参数对测量过程存在干扰,为了估算分布参数对Ⅰ-Ⅴ测试仪现场测试的影响,研究和建立了考虑分布参数的动态电容充电法改进模型。从动态电容充电法公式推导出发,运用基尔霍夫定律,推导出电容电流和电容电压的关系表达式,确认了线缆电感是Ⅰ-Ⅴ测试的主要影响因素,并通过Matlab软件对其进行仿真研究,定量分析了线缆电感对动态电容充电法的影响。给出了一种利用Ⅰ-Ⅴ测试仪计算线缆电感的方法并通过仿真及实验进行验证,为Ⅰ-Ⅴ测试仪优化提供了计算依据。

自主研制的标准太阳电池的验收测试

针对自主研制的标准太阳电池进行了验收测试,包括外观测试、反射率测试、RTD温度性能测试、STC条件下的Ⅰ-Ⅴ特性测试、暗态下的性能测试、光老化测试、光稳定性测试,以及光老化后标准太阳电池的相关性能测试。上述验收测试通过后,才能认定标准太阳电池的材料透过率、电性能、温度性能及稳定性均符合要求,可以投入使用。

有机太阳能电池简介

Ⅰ-Ⅴ曲线是最基本也是最重要的表征太阳能电池性能的方法。而在有机小分子器件中,各个界面的物理过程发挥至关重要的作用。因此,着重研究界面物理过程对于Ⅰ-Ⅴ曲线的影响。在实验中证实了S形Ⅰ-Ⅴ曲线来自于ITO/有机界面的衰减,并且提出了一个改良的器件等效电路模型。进一步地,在ITO/有机界面处插入MoO_x层会显著地抑制界面势垒的产生,避免了S形Ⅰ-Ⅴ曲线的出现,从而极大地延长了器件的寿命。还发现给体材料CuPc与受体材料C_(60)中激子产生的光电流对负向偏压的响应完全不同,通过实验提出了在C_(60)层中三态激子-电子相互作用是导致这个现象的主要物理机制。

单根Cu纳米线的制备与原位电学性质

金属纳米线是未来纳米电子器件中的重要组成部分,因此研究单根金属纳米线的电学性质具有重要的意义。相对于单根纳米线电学性质的移位测量,原位测量精确度更高,结果更可靠。目前,国际上用于原位电学性质测量的单根纳米线的最小直径为80 nm,更小直径的纳米线很难在纳米孔道中生长,其电化学生长动力学过程还不清楚,电阻率数据缺失。本文在单个蚀刻离子径迹孔道中利用电化学沉积技术成功生长了单根Cu纳米线,其直径仅为64 nm,为目前同方法最细。在此基础上,首次测量了该纳米线的电输运性质并获得了其电阻率数值。研究结果表明,利用电导法可以监测模板中单个孔道的形成和扩孔的动力学过程以及最终的孔径大小。电化学沉积时,沉积电流与沉积时间曲线清晰地揭示了纳米线的沉积动力学过程。Ⅰ-Ⅴ曲线研究显示Cu纳米线具有典型的金属特性。其电阻率为3.46μ?·cm,约是Cu块体材料电阻率的两倍。电阻率增大可能与电子在晶界和表面处的散射有关。

太阳模拟器校准方法

对于光伏产业的组件生产企业来说,太阳电池片及组件的最大功率等参数十分重要,采用太阳模拟器对太阳电池及组件进行模拟照射,并配以I-V曲线测试仪测量得到最大功率等特性参数。太阳模拟器的主要包括三个技能指标:(1)光谱匹配度;(2)辐照不均匀度;(3)辐照不稳定度。本文提出了相应的校准方法,以供大家探讨。