基于混合式高压直流断路器的故障电流限制与开断机制

高压直流输电技术凭借其远距离传输、低损耗等优点,在电力系统快速发展中占据重要地位,逐渐成为电网建设的重要方向。然而,高压直流系统中故障电流限制和开断处理一直面临着技术方面的挑战。混合式高压直流断路器以其快速响应与高效能量吸收能力,在保证系统安全稳定运行方面展现出独特的优势。文章深入研究混合式高压直流断路器的基本组成、工作原理及其在故障电流限制和开断中的应用,具有重要的理论和实践意义。

二极管空间电荷限制电流修正

采用理论分析和粒子模拟的方法研究了阴极发射电子初始能量和二维效应对二极管空间电荷限制流的修正。得到了阴极发射电子具有初始能量时的空间电荷限制电流公式 ,并与 PIC数值模拟结果进行了比较 ,结果表明本文理论分析与数值模拟相符合。用 PIC粒子模拟方法对二极管的二维效应进行了研究 ,得到了二维修正因子。此结果可以直接应用于二极管的实验结果分析和设计。

OLED器件空间电荷限制电流模型的MATLAB分析计算

介绍了OLED器件空间电荷限制电流(SCLC)模型的MATLAB分析计算方法。SCLC模型可能是线性或非线性微分方程,将阳极与阴极之间的空间分割为一系列节点以后,SCLC模型可以通过有限差分方法整理为一个矩阵方程。对于线性模型,只需要调用一次MATLAB矩阵左除命令即可获得其数值解。对于非线性模型,可以通过牛顿法做矩阵迭代计算求出其数值解。介绍了确定电场函数的方法。给出了所用的MATLAB计算程序。该方法概念简单,使用方便,不需要花费较多精力编程即可以求解OLED器件的SCLC模型。

非晶GaN薄膜的空间电荷限制电流特性

采用直流磁控溅射技术制备了Si衬底上的非晶GaN薄膜.GaN肖特基二极管伏安曲线不能简单地用包含串联电阻和复合电流效应的热电子发射理论来解释,其他电流输运机制(空间电荷限制电流)起主要作用.分析数据得到平衡时的电子浓度为1.1×104cm-3和位于Ec-0.363eV的陷阱能级.测量空间电荷限制电流可以用来研究宽带隙化合物非晶半导体GaN的深能级性质.

BiFe_(0.95)Mn_(0.05)O_3薄膜阻变效应的空间电荷限制电流机理分析

研究了BiFe0.95Mn0.05O3薄膜器件的双极性阻变效应。通过对薄膜器件的电流电压曲线进行电导机制的拟合分析,发现在低阻态时其电流电压关系遵循欧姆定律,而在高阻态时则满足指数分布陷阱控制的空间电荷限制电流规律。同时,还研究了限制电流对双极性阻变效应的影响,结果表明通过调节限制电流值,可以改变薄膜内形成的导电丝粗细,从而得到不同的低阻态,实现薄膜器件的多态存储功能。在导电丝理论的基础上,利用指数分布陷阱控制的空间电荷限制电流机理对这一现象进行了详尽的阐述。

影响空间电荷限制电流法测量钙钛矿迁移率的因素

讨论了离子迁移、介电常数依赖性、内建电场、陷阱、厚度与注入势垒等对空间电荷限制电流测量方法的影响。简要介绍了一些解决措施,例如针对离子迁移问题可以使用脉冲空间电荷限制电流法,针对缺陷问题可以使用不同的迁移率描述模型等。这为后续学者更加精确地使用空间电荷限制电流法测量钙钛矿迁移率提供参考。

电子初始能量对双向流二极管空间电荷限制流密度的影响

从理论上研究了阴极发射电子初始能量对一维平面非相对论性双向流二极管内空间电荷限制电子、离子流密度的影响 ,并与阴极发射电子初始能量为 0情况下的空间电荷限制电子。

立方氮化硼空间电荷限制肖特基二极管研究

为解决金属/立方氮化硼(c-BN)接触问题,提出Si掺杂的立方氮化硼单晶的上表面采用Cu-Zn合金探针、下表面采用Ag浆烧结,制备一个空间电荷限制肖特基二极管。室温下I-V特性实验数据表明,在10 V时器件的整流比为370。提出了该器件的等效电路模型,并且结合空间电荷限制电流和热电子发射理论对实验结果进行了分析。结果表明,正向电流与电压呈现二次幂函数关系。实验测量发现,该二极管开启电压高达4.2 V,最高工作温度超过500℃。

基于空间电荷限制对有机材料空穴迁移率的测定

利用空间电荷限制电流的方法测定有机材料的空穴迁移率。用SCLC方法测试得到NPB,m-MTDATA,CBP,Balq四种有机材料的空穴零场迁移率,拟合绘制出四种材料在不同电场下空穴的场依赖迁移率。测试不同浓度红色磷光染料Ir(piq)2acac)掺杂到这四种母体后空穴迁移率的变化情况,分析发现,掺杂母体与客体的能级匹配是研究载流子在掺杂层输运模式的关键,其直接决定了有机材料空穴迁移率的大小。

电致发光有机薄膜中空间电荷对载流子密度的影响

通过对有机半导体发光器件（ＩＴＯ／ＰＰＶ／ＡＬ）中载流子传输特性的研究，分析了空间电荷对器件中 电流的影响，对电流密度Ｊ与薄膜厚度ｄ的关系进行了分析，并讨论了获得较高的电致发光效率所用的薄膜的 厚度变化范围和掺杂的影响。

基于热刺激电流的空间电介质载流子迁移率测量方法

为了研究空间用聚酰亚胺材料在不同温度下的载流子迁移率,提出了基于热刺激电流(TSC)测量载流子迁移率的模型。对试样施加一段时间的电压,会有电荷注入到材料中。当试样温度降低到液氮温度时,注入电荷被保持在材料的陷阱中。假设入陷的电荷服从玻尔兹曼分布,陷阱中电荷会随着材料温度的上升而出陷,然后在自建电场的作用下向电极传输。在这个物理模型的基础上,推导出了载流子迁移率的解析公式。通过计算,得到了聚酰亚胺在不同温度下的载流子迁移率。同时,采用空间电荷限制电流方法测量了聚酰亚胺材料的迁移率。通过比较2种方法得到的迁移率表明,提出的迁移率计算模型可以比较精确地得到在强场下较大温度范围内的载流子迁移率。该方法为空间介质电荷输运规律和机理的研究提供了基础。

一种基于最大短路电流限制的高压直流输电连续换相失败抑制方法

为降低高压直流输电系统发生连续换相失败的概率,理论分析了连续换相失败发生机理及其影响因素,提出了一种基于最大短路电流限制的连续换相失败抑制方法,并以首次换相失败发生为触发信号,配合系统低压限流环节,对故障期间直流电流整定值进行修正,抑制连续换相失败的发生。基于CIGRE HVDC标准测试模型,在PSCAD/EMTDC中实现了所提出的控制方法。仿真结果表明,在不对称故障和三相故障下所提的优化控制策略均能有效抑制连续换相失败的发生,实现系统各项电气参数的平滑恢复,有效改善系统的故障恢复特性。

有机薄膜器件电流机制的研究

对于有机薄膜器件(包括有机电致发光器件(OLED)和有机场效应晶体管(OTFT)),器件的电流机制直接决定了器件的性能,因此深刻理解其相关机理是十分必要的。虽然对于有机薄膜器件的电学性能研究较早,但是由于器件结构及有机薄膜内部影响机制的复杂性使得不同学者的研究结果很不一致。为此,文章以相同的镁银合金(MgAg)为电极,有机电子传输及发光材料八羟基喹啉铝(Alq3)为有机功能层,深入研究了MgAg/Alq3/MgAg器件的电流机制。测试及拟合结果表明,该器件为单电子器件,器件的电流属陷阱电荷限制电流机制。不同温度下的测试结果表明,随着温度增加器件电流迅速增加,这是因为随温度增加,器件中载流子的浓度和迁移率呈指数上升。

利用空间电荷限制电流方法确定三(8-羟基喹啉)铝的电子迁移率特性初步研究

材料的迁移率是其关键电学特性之一.有机材料迁移率的研究对于有机电致发光器件、有机太阳电池、有机薄膜场效应晶体管性能的提高有重要的意义.应用简单易行的空间电荷限制电流方法,对基于三(8-羟基喹啉)铝(Alq_3)的四种单载流子器件电流密度-电压曲线特性进行研究,根据空间电荷限制电流模型,拟合出Alq_3材料在四种器件中的零场电子迁移率和电场依赖因子,并且给出Alq_3电子迁移率随外加偏压的变化趋势.实验结果表明,顶电极铝蒸镀到缓冲层氟化锂(1 nm)和Alq3(100 nm)的表面后,可以明显改善Alq_3的零场迁移率和电场依赖因子.认为产生这种现象的原因是氟化锂可以使铝和Alq_3发生络合反应,形成Li^(+1)Alq^(-1)粒子,形成良好的欧姆接触,使得电子的注入效率大大提高.

基于空间电荷限制电流模型的FeCl3掺杂CBP的空穴迁移率研究

基于不同浓度FeCl3掺杂的4,4′-N,N′-二咔唑基联苯(CBP)设计制作了一系列的单空穴有机电致发光器件(OLED),采用空间电荷限制电流法估算了具有不同浓度FeCl3掺杂的CBP的空穴迁移率,并与OLED中常用的空穴传输材料N,N′-二苯基-N,N′-(1-萘基)-1,1′-联苯-4,4′-二胺(NPB)进行了比较研究。结果表明,FeCl3掺杂CBP可以极大地提高CBP薄膜的空穴迁移率,当FeCl3的浓度为12%时空穴迁移率最大,在电场强度为0.5MV/cm的条件下迁移率为4.5×10-5cm2/V·s,即使在零电场条件下迁移率依然高达2.2×10-5 cm2/V·s,近似为常用空穴传输材料NPB空穴迁移率的4倍。用CBP∶12%FeCl3做空穴传输层,制备了OLED器件,最大亮度为68468cd/m2,相对于采用NPB做空穴传输层的参比器件提高了97%,最大电流效率为31.28cd/A,比参比器件提高了23%。器件亮度和效率的提高归因于空穴传输性能的改善,使得器件中载流子的传输更为平衡,从而提高了激子形成的几率,且减少了激子-极化子之间的淬灭。

空间电荷限制电流法测量共混体系中空穴的迁移率

载流子迁移率测量是有机半导体材料与器件研究中的重要内容之一.以聚噻吩为电子给体材料,C_(60)的衍生物为电子受体材料,制备了一种单电荷传输器件.用空间电荷限制电流法测出了不同溶剂形成的活性层及不同温度热处理后器件中空穴的迁移率.结果表明:器件中电荷的传输J-V曲线符合Mott-Gurney方程,不同溶剂形成活性层中空穴具有不同的迁移率,高沸点的溶剂1,2-二氯苯形成的活性层具有较高的空穴迁移率,热处理有利于器件中空穴迁移率的提高.同时还进一步分析了空穴迁移率变化的原因.

同心球之间空间电荷限制电流的简单理论

在高功率微波二极管的设计中,空间电荷限制电流因其与二极管的特性及虚阴极形成关系密切而显得十分重要,虽然Langmuir和Blodgett给出的数值解十分有用,但是在实际的应用中一个简单的函数表达式还是更为方便,同时也可以避免当Rc/Ra很大时带来的级数发散问题.第一性原理已经应用在平行板和共轴圆柱之间二维空间电荷限制电流的推导,它的可靠性也已经得到了大量的验证.本文利用第一性原理推导出了同心球二极管空间电荷限制电流的解析表达式,其中的空间电荷场因子通过和经典的朗缪尔电流比较而得到.

向内发射同轴型二极管电流电压关系二维修正

给出了对同轴型强流电子束二极管的电流电压关系进行的部分理论推导与介绍 ,同时利用 PIC数值模拟以及实验研究得到的二维效应修正关系曲线。在研究中首先给出了对向内发射同轴型二极管在不同电压等级下的电流电压关系 ,然后用 PIC数值模拟方法进行验证。对数值模拟的结果也给出了理论推导公式在不同状态下的二维效应修正因子与电子束流运动的特点。在研究中得到的电流电压关系理论公式基本上反映了不同条件下同轴型二极管的束流特性 ,所以此研究结果可以直接应用于包含同轴型二极管结构的脉冲功率器件的设计与实验结果的分析中 。

(Pb,La)TiO_3/LaNiO_3异质结薄膜的漏电流特征

采用溶胶-凝胶法(sol-gel),以LaNiO3(LNO)为底电极在/Pt/Ti/SiO2/Si(100)衬底上生长了(Pb1-xLax)Ti1-x/4O3(x=28mol%,简称PLT)薄膜。经过600℃快速退火,从而得到了多晶钙钛矿结构PLT薄膜。薄膜漏电流和电压极性有关,当在Pt电极或LNO电极施加负偏压时,在低电场作用下,Pt/PLT和PLT/LNO界面分别形成肖特基势垒和欧姆接触;在高电场作用下,Pt/PLT和PLT/LNO界面的漏电流均呈现空间电荷限制电流导电机制。这是因为用金属氧化物LNO做底电极的缘故。

非晶硅薄膜晶体管中不饱和输出电流的数值仿真

针对氢化非晶硅薄膜晶体管中的输出电流不饱和现象,采用半导体器件模拟软件对非晶硅薄膜晶体管的输出特性进行了数值仿真,并探讨了不饱和输出电流的产生机理.仿真结果表明:在长沟道器件中,随着漏源电压的增加,体电流的传输机制将转变为空间电荷限制传导,此即为器件中产生不饱和输出电流的主要原因;而在短沟道器件中,还需要同时考虑漏致势垒降低效应的影响.