类星型手性超材料超宽带隙特性研究

振动和噪声的抑制一直是工程中的重要问题,而超材料在实现减振降噪方面具有良好的应用价值。基于传统空心星型超材料,添加手性结构特性,设计一种新型的空心类星型手性超材料,并在其基础上进一步演化出实心类星型手性超材料。通过振动模态分析带隙产生机理和不同结构参数对带隙的影响,通过频散曲面、波传播方向、群速度和相速度等研究弹性波在结构中的传播特性,并研究有限周期结构的传输特性。结果表明:实心类星型手性超材料可以产生宽度为5116 Hz的超宽带隙,带隙形成主要是由于凹角星和韧带的旋转振动耗散了弹性波能量,内凹角α的减小以及韧带与水平方向的夹角θ的增大使得最宽带隙的宽度增大;有限周期结构在其带隙范围内可以产生明显的位移幅值衰减,该新型超材料具有良好的隔振性能。

丙胺盐酸盐辅助结合气淬法制备高效宽带隙钙钛矿太阳电池

宽带隙钙钛矿与晶硅电池结合制备叠层太阳电池,其效率可以超越单结太阳电池的理论极限.然而,宽带隙钙钛矿薄膜结晶速率快,导致薄膜结晶质量差且具有大量缺陷,严重降低电池的光电转换性能.本文采用温和的气淬法制备宽带隙钙钛矿薄膜,并引入丙胺盐酸盐作为添加剂改善钙钛矿薄膜的结晶质量.丙胺阳离子与钙钛矿组分相互作用生成了二维钙钛矿相,钙钛矿以二维相作为生长模板降低了α相钙钛矿的形成能,同时辅助钙钛矿均匀成核和择优取向生长,增大了晶粒尺寸.使用该策略制备的带隙为1.68 eV的钙钛矿太阳电池实现了21.48%的光电转换效率.此外,制备的8 cm×8 cm的宽带隙钙钛矿薄膜具有良好的均匀性.本工作为高效、大面积钙钛矿基的光伏器件的制备工艺提供了新的策略.

复合柱局域共振声子晶体的超宽带隙与可调性研究

局域共振声子晶体因具有良好的低频带隙特性,在低频减振降噪方面具有广泛的应用前景。以设计一种具有超宽带隙的三组元二维复合柱声子晶体结构为目标,该结构由散射体、双包覆层和六棱柱基体板组成,相对应的局域共振单元附加质量比为65.13,利用有限元方法计算该声子晶体板的能带结构、传输损失谱和位移矢量场。结果表明:在0~3000 Hz的频率范围内相对带宽高达162.10%。与方形柱基体板声子晶体相比,所设计的六棱柱基体板声子晶体的第一完全带隙频率更低且第二带隙频率范围更宽。通过优化几何结构、改变材料参数以及引入压电效应等方式,实现对多条完全带隙的调控,并进一步拓宽完全带隙形成超宽带隙。研究结果可为研发可调低频减振降噪产品提供一定的理论参考。

1,1’-磺酰基双(2-甲基-1H-咪唑)对宽带隙钙钛矿太阳电池性能的影响

对倒置结构,带隙为1.68 eV的钙钛矿太阳电池光吸收层掺杂1,1’-磺酰基双(2-甲基-1H-咪唑),以改善钙钛矿薄膜质量,提高太阳电池性能。空间电荷限制电流(SCLC)测试结果表明,掺杂后的钙钛矿薄膜的缺陷密度明显降低;稳态光致发光光谱(PL)结果表明,掺杂后的钙钛矿薄膜的非辐射复合被显著抑制;最终太阳电池的开路电压达到1.17 V,光电转换效率达到21.42%,在氮气环境下储存1000 h后,未封装的太阳电池仍能保持初始效率的96%,稳定性显著提高。

添加剂提高宽带隙钙钛矿太阳电池的性能

该文研究聚对苯乙烯磺酸钠(PSS)对宽带隙钙钛矿薄膜及电池的影响。研究发现PSS添加剂可改善宽带隙钙钛矿薄膜的形貌,提升结晶度并减少缺陷态密度,这有利于抑制混合卤素宽带隙钙钛矿薄膜的相分离问题。J-V测试结果表明钝化后的宽带隙钙钛矿太阳电池性能得到明显提升。在掺有PSS的宽带隙钙钛矿太阳电池中,开路电压最高可达1.23 V,效率最高可达20.54%,并且相分离被抑制后的封装钙钛矿太阳电池稳定性显著改善,在一个太阳连续光照500 h后,电池效率仍可保持在初始效率的81.9%(氮气环境,温度40℃)。

宽带隙钙钛矿太阳能电池预旋涂工艺研究

宽带隙钙钛矿太阳能电池是晶硅-钙钛矿叠层电池的主要组成部分。由于宽带隙钙钛矿材料存在缺陷密度大、相分离严重等问题,限制了宽带隙钙钛矿太阳能电池的发展。为改善这些问题,提出了一种预旋涂方法,即两步法制备钙钛矿薄膜,在碘化铅层表面均匀涂覆甲胺乙醇溶液(MES)+苯乙基碘化铵(PEAI)完成预旋涂工艺。通过预旋涂后,器件最佳效率为20.81%,优于未预旋涂器件(19.7%)及单一PEAI预旋涂处理器件(20.2%),同时也表现出优良的稳定性。

自组装层修饰溅射氧化镍对刮涂制备的宽带隙钙钛矿太阳电池性能影响研究

氧化镍作为高效钙钛矿太阳电池中常用无机空穴传输层材料,具有良好的光学透过性及化学稳定性,并且还可以通过磁控溅射等方法进行大面积制备,且成本低廉。然而相比于有机空穴传输材料,氧化镍和钙钛矿界面处的能级失配、缺陷及不良化学反应等限制了基于氧化镍空穴传输层的宽带隙钙钛矿太阳电池的性能。为解决这一问题,本文提出了采用(2-(9H-咔唑-9-基)乙基)膦酸((2-(9H-carbazol-9-yl)ethylphosphonic acid,2PACz)自组装层作为氧化镍/宽带隙钙钛矿界面修饰材料。该分子可以有效钝化氧化镍表面缺陷、调节上层钙钛矿的成膜及促进界面电荷传输,最终宽带隙钙钛矿太阳电池的光电转换效率由16.18%提升至18.42%。本工作为氧化镍空穴传输层在宽带隙钙钛矿太阳电池中的应用提供了一种可借鉴的策略。

基于宽带隙小分子给体第三组分的三元有机光伏器件

三元策略是提升器件光电转换效率的重要途径.本文设计合成了基于苯并噻二唑并二噻吩桥联基团的宽带隙小分子给体DRDTBT,并将其作为有机太阳能电池中的第三组分.通过引入具有缺电子性质的苯并噻二唑并二噻吩单元,使DRDTBT获得了较低的最高占有轨道能级以及高的结晶性,将其作为第三组分引入基于PM6∶BTP-eC9的器件中时有效提升了器件的开路电压,活性层形貌也得到了更好的调节.得益于提升的开路电压和填充因子,三元器件取得了优于二元器件的光电转换效率,其开路电压为0.86 V,短路电流密度为26.99 mA/cm~2,填充因子为76.34%,最终取得了17.72%的高光电转换效率,证明将高结晶性缺电子单元引入小分子给体第三组分中是提升三元有机太阳能电池效率的有效途径.

宽带隙半导体材料SiC研究进展及其应用

SiC是第 3代宽带隙半导体的核心材料之一 ,具有极为优良的物理化学性能 ,应用前景十分广阔 .本文综合介绍SiC的基本特性 ,材料的生长技术 (包括体单晶生长和薄膜外延生长技术 ) ,SiC基器件的研发现状 ,应用领域及发展前景 .同时还介绍了作者用脉冲激光淀积法在Si衬底上制备出单晶 4H

宽带隙立方氮化硼薄膜制备

报道了用偏压调制射频溅射方法制备宽带隙立方氮化硼 ( c- BN)薄膜的实验结果 .研究了衬底负偏压对制备c- BN薄膜的影响 .c- BN薄膜沉积在 p型 Si( 10 0 )衬底上 ,溅射靶为六角氮化硼 ( h- BN) ,工作气体为 Ar气和 N2 气混合而成 ,薄膜的成分由傅里叶变换红外谱标识 .结果表明 ,在射频功率和衬底温度一定时 ,衬底负偏压是影响 c-BN薄膜生长的重要参数 .在衬底负偏压为 - 2 0 0 V时得到了立方相含量在 90 %以上的 c- BN薄膜 .还给出了薄膜中的立方相含量随衬底负偏压的变化 ,并对 c-

飞秒激光在宽带隙陶瓷表面的烧蚀特性

采用飞秒激光微加工系统对宽带隙陶瓷材料SiC和Al2O3诱导微结构时的去除机理及烧蚀特性进行了研究。应用扫描电子显微镜、粗糙度轮廓仪、光学显微镜和能量色散谱仪等对烧蚀的微观形貌和化学组成进行了评价,得出加工SiC时强烧蚀和轻烧蚀的破坏阈值分别为0.61 J/cm2和0.13 J/cm2。同时获得了加工参数与烧蚀形貌之间的关系,发现材料的去除机理强烈依赖于入射激光的脉冲能量,并对二者的关联机制进行了分析。探讨了表面粗糙度和掺杂在材料中的不同元素对烧蚀结果的影响。从而为在难加工类宽带隙陶瓷材料表面加工高质量的微结构提供了有力的理论依据和技术支持。

宽带隙半导体AIN薄膜的制备及应用

ＡＩＮ是一种宽带隙半导体，它具有高温稳定性、高热导率、高弹性模量、非毒性，并且具有能从半导体到绝缘体的性质变化等优异的物理性质。本文主要介绍了ＡＩＮ薄膜的制备方法和应用，也给出了今后有待进一步解决的问题。

国外军事和宇航应用宽带隙半导体技术的发展

SiC和GaN等宽带隙半导体以其固有的高频、大功率、高温和抗恶劣环境应用潜力,在替代传统的Si和GaAs等器件应用于军事及宇航系统装备方面具有无可比拟的技术优势。概述了以SiC、GaN和金刚石等为代表的第三代半导体器件技术的发展现状,介绍了国外发达国家在发展宽带隙半导体技术上值得借鉴的一些做法,着重讨论宽带隙半导体技术对宇航及军事装备产生的重要影响,并展望了宽带隙半导体技术在宇航及军事应用中的发展前景。

三结砷化镓叠层太阳电池中的宽带隙隧穿结研究

隧穿结是影响三结砷化镓叠层太阳电池性能的关键因素。从隧穿结导致三结电池性能曲线异常的问题出发,数学模拟了GaInP2微结构有序性对宽带隙AlGaAs/GaInP2隧穿结的影响。由此设计了合理的隧穿结,使三结砷化镓叠层太阳电池的性能得到改善。

InP系列异质材料中的宽带隙夹层和它对材料特性的影响

In Ga As/ In Ga As P/ In P等异质材料在室温和低温下光荧光测试中的厚度为 3～ 30 nm宽带隙夹层峰。夹层的化学成分主要是 In Ga P,它与 MOCVD生长时开关程序和 PH3或 As H3气流空流时间及气体存储时间等紧密相关。实验表明 ,对 In P/ In Ga As P/ In P异质材料生长 ,As H3气流空流时间为 0 .5秒左右时 ,宽带隙夹层峰基本消失。还指出宽带隙夹层将引起较大的晶格失配 ,增加异质界面缺陷 ,从而使材料光学特性恶化。

ZnSe宽带隙半导体光发射器件

ZnSe宽带隙半导体光发射器件是未来全色光显示和高密度光记录用的重要器件。在相继完成材料、掺杂技术 ,以及器件结构相关的研究工作后 ,目前正在攻克器件实用化的关键技术———寿命。介绍了ZnSe的 p型和n型导电材料的控制技术及其LD和LED的开发进展。

NSRL在宽带隙半导体能带结构的研究进展

综述了中国科技大学国家同步辐射实验室(NSRL)在宽带隙半导体能带结构的研究进展。首次利用全势线性Muffin-tin 轨道(FP-LMTO)方法,计算了ZnO及其几种本征点缺陷的能带结构,从理论上证明了Zn填隙是引起ZnO的本征n型导电性的主要原因,并讨论了它们对ZnO的光谱特性的影响。利用同步辐射角分辨光电子能谱技术研究了纤锌矿结构GaN(0001)体态和表面态的能带色散。首次通过全势缀加平面波(FPLAPW)方法,对β-SiC(110)表面进行了第一性原理计算。我们的计算结果显示出顶层Si-C键长收缩且发生扭转的驰豫特性,而表面弛豫实现了从金属性到半导体性质的转变。

衬底对宽带隙CGS薄膜的影响

分别在Al∶ZnO(ZAO)薄膜和Mo薄膜两种不同衬底材料上,采用"三步法"共蒸发工艺沉积了约0.8μm厚的CuGaSe2(CGS)薄膜,用X射线衍射仪测量薄膜的织构,研究不同衬底材料对CGS薄膜的影响。在ZAO薄膜底电极上沉积的CGS薄膜的(112)衍射峰强度较Mo薄膜底电极上减弱,(220/204)衍射峰反而增强。

碳化硅宽带隙半导体材料生长技术及应用(英文)

概括了宽带隙半导体材料碳化硅的主要特性及生长方法,介绍了其在微电子及光电子领域的应用,并对其发展动态及存在问题进行了简要评述。

宽带隙半导体器件仿真中收敛性问题的分析

针对宽带隙半导体器件仿真中常见的不收敛性问题,通过分析数值求解算法与宽带隙半导体材料的固有特性知道,其原因是少子浓度过低,从而提出3种引入平衡或非平衡少子的解决方案。ISE仿真结果表明,采用文中提出的方案在解决收敛性同时能保证求解结果正确性,并且对刚开始进行宽带隙半导体器件仿真设计的本科生有很大帮助。