力-压电混合弹性超材料梁的带隙调节特性

为实现宽带低频减振,论文将力振子和串联负电容的压电分流振子分别置于基体上下两侧,设计了混合弹性超材料梁.基于传递矩阵法建立了理论模型,用于计算混合弹性超材料梁的频散关系和动态有效参数,通过有限元法进行了验证.分别采用理论方法和数值方法研究了电路元件参数对混合弹性超材料梁的带隙和振动衰减特性的调节机理,通过与单振子超材料的带隙对比,分析了两种振子间的相互影响.结果表明:电路元件参数主要影响压电分流振子产生的带隙的位置、宽度及带隙内的振动衰减程度;两种振子的带隙重叠区域不一定为通带;两种振子会因为负动态有效刚度范围靠近而相互影响.该研究将为此类超材料的设计提供参考依据.

利用磁流变弹性体对超材料梁进行带隙调控

为了研究在不改变结构的情况下实现对超材料带隙的调节,本文基于磁流变弹性体设计了一种新型超材料梁结构。采用有限元方法,建立了含磁流变弹性体的超材料梁模型,给出了超材料梁结构在外磁场作用下得的带隙位置和传输曲线。结果表明:通过利用外磁场对磁流变弹性体的材料参数进行非接触式控制,可以实现对带隙特性的大幅度调节。研究还发现通过改变结构的几何参数也可以对含磁流变弹性体的超材料梁的带隙进行调节。

溶胶-凝胶法制备高Mg含量Zn_(1-x)Mg_xO薄膜

采用溶胶-凝胶法在石英玻璃基板上制备了Zn_(1-x)Mg_xO薄膜,研究退火温度对高Mg含量Zn_(0.5)Mg_(0.5)O薄膜的相组成、相偏析及紫外-可见透过光谱中吸收边移动的影响,当退火温度≤500℃时,Zn_(0.5)Mg_(0.5)O薄膜未发生相偏析现象,且400℃退火处理制备的Zn_(0.5)Mg_(0.5)O薄膜的紫外-可见透过光谱中吸收边蓝移最大。因此,对于高Mg含量Zn_(0.5)Mg_(0.5)O薄膜,退火温度是影响Mg^(2+)在Zn O中固溶度的关键因素,且400℃是其理想的退火温度。在此条件下研究了不同Mg含量对Zn_(1-x)Mg_xO(x=0~0.8)薄膜带隙调节的影响,随着Mg含量的增加,其紫外-可见透过光谱中紫外光区吸收边呈现规律性蓝移,光学带隙值Eg从纯ZnO的3.3 eV调节至4.2 eV。

金属卤化物杂化钙钛矿材料及其光电器件的研究进展

AMX3型卤化物杂化钙钛矿材料因其可见光吸收能力强、发光单色性好、激子束缚能低、载流子寿命长和迁移率高等优异的光电性能,在太阳能电池、发光二极管和光电探测器等应用领域具有重大商业价值。重点介绍AMX3型卤化物杂化钙钛矿材料及其应用。首先简述了该材料的晶体结构、组成及其光电特性,探讨了其在光电领域有突出表现的原因;然后详细介绍了钙钛矿太阳能电池、发光二极管和光电探测器三种器件的结构、工作原理和研究进展,重点讨论了钙钛矿材料的带隙调节方法;最后指出了钙钛矿器件在商业化道路上所面临的主要挑战。

微晶硅锗太阳电池本征层纵向结构的优化

采用射频等离子体增强化学气相沉积技术,研究了辉光功率对微晶硅锗材料结构特性和光电特性的影响,提出使用功率梯度的方法制备微晶硅锗薄膜太阳电池本征层.优化后的微晶硅锗本征层不仅保持了晶化率纵向分布的均匀性,而且形成了沿生长方向由宽到窄的渐变带隙分布,使电池的填充因子和短路电流密度都得到了提高.采用此方法制备的非晶硅/微晶硅锗双结叠层电池转换效率达到了9.54%.

不同含量Cd掺杂对Cu_2SnS_3薄膜结构和性能的影响

通过溶液法合成了Cu_2SnS_3(CTS)薄膜,并研究了不同Cd含量对CTS薄膜晶体结构和性能等方面的影响.研究发现通过Cd掺杂可以有效调节CTS的光学带隙(Eg).不添加Cd时,样品为面心立方相的CTS(C-CTS),带隙为0.82 eV.当Cd含量在4.18%~13.38%的范围内时,立方相的CTS逐渐转变为立方结构固溶体(C-CTS:Cd)和四方结构固溶体(T-CTS:Cd).通过改变制备样品的Cd掺杂含量,可实现带隙从0.82~1.26 eV的调节.XPS测试结果表明,CTS(即未掺杂Cd的CTS)样品中,Cu、Sn和S元素的价态分别为+1,+4和-2价.SEM形貌结果显示所有的Cu-Sn-S-Cd(CTSC)合金薄膜都表现出光滑和紧凑的表面形态并没有观察到明显的孔或裂纹.所制备的单一相的C-CTS和T-CTS:Cd薄膜可以作为太阳能电池的吸收层材料.