用VHF-PECVD技术研制大面积均匀硅基薄膜

首先对电极表面VHF频段电场分布进行了详细的物理分析,认为当激发频率在VHF频段时驻波和损耗波对电场均匀性分布影响很大,而通过选择不同的电源馈入方式可减小其影响。采用中心馈入法,对馈线和电极的连接方式进行了仔细研究,然后就工作压力、沉积功率、流量等工作参数对均匀性、沉积速率、材料特性的影响进行了研究。结果表明:在本文所研究的范围内,适当提高工作气压可以提高薄膜的均匀性,而功率的变化对均匀性影响不大;在一定范围内提高工作气压和功率都可提高沉积速率;从薄膜的质量来说,气压低时较好,而功率则应适当选择。通过优化沉积条件,我们在普通浮法玻璃上制备出了面积为23×24cm^2,厚度不均匀性为±1.4%,最高沉积速率达10.5/s,光敏性最大为2.25×10~5的a-Si:H薄膜材料。

全无机胶体量子点显示技术

基于胶体量子点发光的全无机显示器件具有优于OLED的电致发光和抗环境性优势,将成为新一代平板显示器件。本文介绍了全无机胶体量子点显示的优势和发展潜力,介绍了GaN电荷传输层量子点显示器件、金属氧化物电荷传输层量子点显示器件、交流驱动多层结构的透明量子点显示器以及单极性量子点显示器件等。指出深入研究全无机胶体量子点发光器件的电荷输运机制,在新材料、新器件结构和新驱动机制等方面,改进器件的电致发光效率是目前需要解决的主要问题。

室温合成非晶三硫化钼析氢催化剂的性能调制及其在串联制氢器件中的应用

高催化活性、低成本、良好工艺兼容性以及高稳定性的析氢催化剂是实现一体化光电化学水解制氢器件的关键,然而传统的贵金属催化剂由于储量稀缺、成本高昂而严重限制了光电化学水解制氢器件的产业化进程.本文在室温下通过湿法化学合成法制备了高催化活性、成本低廉以及工艺兼容性好的非金属非晶三硫化钼析氢催化剂,并研究了不同催化剂滴涂量对其催化活性以及串联制氢器件制氢性能的影响.结果表明,存在最优化非晶三硫化钼催化剂滴涂量以获得最佳催化活性(10 m A/cm^2电流密度对应电势达260 mV vs.RHE(可逆氢电极),塔菲尔斜率达68 mV/dec),其粗糙表面以及多孔结构可获得更大的电化学接触面积以促进析氢反应.进一步将其作为光阴极应用于串联制氢器件,可有效降低过电势损失和提高光生电流密度输出,与光阳极结合有望提高制氢效率.

缓冲层对太阳电池用ZnO:B薄膜结构及其光电性能的影响

通过优化ZnO缓冲层(buffer layer),有效地改善了由金属有机化学气相沉积(MOVCD)法制备的ZnO:B薄膜的光电特性。结果表明,"富氧"的缓冲层有效增加了ZnO:B-TCO的近红外区域透过率,使其更适应宽光谱薄膜太阳电池的发展要求。经过优化的ZnO:B,"类金字塔"状晶粒尺寸约300～500nm,波长550nm处绒度(haze)为10.8%,薄膜电子迁移率为20.7cm2/Vs,电阻率为2.14×10-3Ω.cm,载流子浓度为1.41×1020cm-3,且在400～1 500nm波长范围内的平均透过率为83%(含2mm厚玻璃衬底)。

电学参数二进制权重灰度方法研究

提出一种既有赖于周期权重又依赖于开态电学参数的权重的混合灰度方法,这种方法可以驱动4K显示分辨率的AMOLED。文中根据n位图像数据的比特位数值,把每帧分割成n个子帧,像素的灰度将由占空比及电学参数(比如电压和电流大小)二进制权重共同控制。

反应磁控溅射直接生长绒面结构ZnO：Al-TCO薄膜及其特性研究

利用反应磁控溅射技术,在玻璃衬底上直接生长获得了"弹坑状"绒面结构的ZnO:Al-TCO薄膜。通过梯度O2生长(GOG,gradual oxygen growth)方法改善ZnO薄膜的透过率和绒度特性,并且具有较好的电学性能。通过优化实验,GOG方法生长ZnO:Al薄膜(薄膜结构:11.0sccm/10R+9.5sccm/15R)的"弹坑状"特征尺寸为300～500nm,可见光范围透过率达到90%,方块电阻约为4.0Ω/□,电子迁移率为17.4cm2/V-1.s-1。大面积镀制的ZnO:Al具有良好的绒面结构和电学均匀性,可应用于光伏(PV)产业化推广应用。

RF-PECVD法制备高Ge含量微晶Si-Ge薄膜及太阳电池

采用射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)技术,研究了衬底温度对高Ge含量(≈50%)微晶Si-Ge(μc-SiGe:H)薄膜结构特性和电学特性的影响。结果表明:较低的衬底温度会抑制μc-SiGe:H薄膜(220)晶向的择优生长;而当衬底温度过高时,μc-SiGe:H薄膜的O含量和微结构因子较大。在衬底温度为200℃时,获得了光电特性和结构特性较优的高Ge含量μc-SiGe:H薄膜。将优化好的μc-SiGe:H薄膜应用到电池中,在本征层为600nm的情况下,获得了转换效率为3.31%(Jsc=22.5mA/cm2,Voc=0.32V,FF=0.46)的单结μc-SiGe:H电池,电池在1 100nm处的光谱响应达5.49%。

Si基薄膜叠层太阳电池中顶底电池电流匹配的实现

以中间层对非晶硅/微晶硅(a-Si/μc-Si)叠层太阳电池电学特性的影响为研究对象,运用太阳能电池模拟软件,计算了中间层折射率和厚度的变化对顶/底电池电流的影响。针对当前Si基薄膜叠层太阳电池中存在的顶、底电池电流不匹配的问题,提供了解决方案。结果表明,应选用折射率小于3.1的材料作中间层;顶、底电池电流完全匹配的中间层折射率增大所需厚度随之增厚,折射率由1.4增大到2.0,最佳中间层厚则由34 nm增加到63 nm。

温度对高速微晶硅薄膜沉积速率及其特性的影响

采用超高频(VHF)结合高压(HP)的技术路线,在较高SiH4浓度(SC)下实现了微晶硅(μc-Si:H)薄膜的高速沉积,考察了衬底温度在化学气相沉积(CVD)过程中对薄膜的生长速率以及光电特性的影响。结果表明:薄膜微结构特性随衬底温度变化是导致薄膜电学特性随衬底温度变化的根本原因;HP与低压条件下沉积的μc-Si:H薄膜的特性随温度变化的规律不同,在试验温度范围内,HP高速沉积的μc-Si:H薄膜生长速率不同于低压时随温度升高而下降的趋势,而是先增大后趋于平稳,晶化率随温度升高也不是单调增加,而是先增加后减小。

P型微晶硅材料及在薄膜太阳电池上的应用

采用VHF-PECVD技术沉积硼掺杂的P型微晶硅薄膜材料,在硅烷浓度(SC)为0.8%,反应气压93Pa时,随等离子体功率的增加,材料的晶化率和电导率先增大,后减小;薄膜的透过率随功率的增大而增加。将获得的P型微晶硅薄膜应用在微晶硅薄膜太阳电池中,电池结构为glass/p-μc-Si:H/I-μc-Si:H/n-μc-Si:H/A l,厚度约1μm,没有背反射电极的情况下,电池效率达到了7.32%(Voc=0.520V,Jsc=21.33mA/cm2,FF=64.74%)。

一种新型太阳能逆变器辅助电源设计

详细分析了反激控制器边界工作模式原理,设计了一种具有5路独立输出的3 kW太阳能逆变器辅助电源,无需复杂的光耦反馈稳压控制回路,具有结构简单、成本低、效率高和工作可靠等特点。论文给出了多输出太阳能逆变器辅助电源的原理图和反激式高频变压器的具体设计,并对太阳能逆变器辅助电源设计中的EMI抑制措施进行了详细介绍。所设计的电源已经应用于太阳能逆变器中,实验结果表明,电源工作稳定,输出纹波小,变压器无发热现象,满足太阳能逆变器的设计要求。

一种级数混合运算产生SPWM波新方法

提出了一种产生正弦脉宽调制波的新方法。介绍了采用级数混合运算产生数字化正弦波数据的基本原理,不需要专门的ROM存储器,利用传统查表法就能够得到所需要的SPWM信号。基于所提出的方法设计了一种通用型SPWM波形发生器,利用FPGA内部的RAM资源例化成所需要的虚拟ROM存储器,用来存储由级数混合运算得到的1/4周期数字化正弦波数据,然后利用中心对称和轴对称运算得到整周期的正弦波,与三角形载波进行比较后输出SPWM信号。实验结果表明,该SPWM发生器具有可靠性高,电路结构简单,使用灵活等特点。采用所提出的方法设计的SPWM光伏逆变器已投入应用,性能良好,工作稳定。

位权重于电压参数灰度法在LCOS显示中的应用设计

本文在分析时分灰度法的基础上,提出一种子帧周期相等,并且位权重于电压参数的灰度调制方法,这种方法可以大幅度降低高分辨率LCOS器件的像素时钟频率,并消除时分灰度调制方法中潜在的闪烁现象。文中根据n位图像数据的比特位数值,把每帧分割成n个子帧,像素的灰度将由按照二进制位权重配置的驱动电压参数调制。

一种量子阱结构发光器件的模拟与分析

基于Slivaco公司的TCAD软件构建一种新型量子点发光器件,以GaN基底作为电流传输层,在InGaN量子阱中植入InN量子点,并对该器件的电致发光特性进行了仿真.得到了该器件的伏安特性曲线、电致发光光谱曲线,以及量子点尺寸对其发光光谱的影响.仿真结果表明,在外加电压超过3.2V时,发光层的电子和空穴会产生强烈的复合发光;从0.1-2nm改变量子点的尺寸,发射峰从461nm移至481nm,红移了20nm,从2-10nm改变量子点尺寸,光谱基本没有变化.

具有无线电视接收的LCoS显示微系统设计与实现

本文基于硅芯片调谐器XC3028和视频处理器SAA7111设计了一种具有无线电视接收功能的LCoS头盔显示系统。该系统由无线电视接收电路、视频处理电路、音频处理电路和LCoS显示屏组成,在有无外置视频输入源的情况下均可工作。首先,对系统的总体方案做了全面描述。然后,从硬件角度详细介绍了系统各部分功能和设计方案。最后,运用模块化设计方法完成系统软件设计。实验结果表明,整个系统设计合理、工作稳定、显示效果清晰。电路尺寸只有46mm×54mm,总功耗仅为1.9W。该系统具备体积小,功耗低、结构简单等特点,在移动视频终端领域将有更广泛的使用价值和推广前景。

基于BZO衬底的高效非晶硅及非晶/微晶硅叠层太阳电池

通过研究氢稀释对硼掺杂的硅氧材料特性的影响,制备出具有高纵向电导率(1.1×10^(-5)S/cm)、低横向电导率4.2×10^(-5)S/cm和宽带隙(2.52 eV)的p型纳米硅氧(p-nc-SiO_x:H)材料,将其作为非晶硅电池(a-Si:H)的窗口层,使短波响应得到明显提升。但由于宽带隙p-nc-SiO_x:H层的引入,使p/i界面能带失配,恶化了电池性能。因此研究p/i界面缓冲层带隙对电池性能的影响,发现提高缓冲层带隙,使电池的内建电场得到明显提升,从而提高电池的转换效率。将获得的具有高开路电压的a-Si:H电池作为顶电池应用到非晶/微晶硅叠层电池中,得到效率达12.99%的高效非晶/微晶硅叠层太阳电池。

ZnO多晶薄膜绒面结构及陷光特性分析

针对当前薄膜太阳电池对光管理的迫切需求,采用磁控溅射及后腐蚀技术制备获得了高性能绒面铝掺杂氧化锌(AZO,ZnO:Al)前电极。深入分析了ZnO多晶薄膜厚度及腐蚀时间对绒面结构及陷光特性的影响。研究结果表明,随多晶薄膜厚度的增加,晶粒尺寸增大,腐蚀后获得的弹坑状表面结构的粒径亦随之增大,绒度增大;随后腐蚀时间的增加,弹坑状粒径及绒度均具有先增大而后趋于饱和的趋势。当沉积ZnO多晶薄膜初始厚达2μm时,获得的薄膜电阻率小于3×10-4Ω·cm,经180s稀HCl(0.5%)腐蚀后,绒面ZnO的均方根粗糙度(RMS)达143nm,400～1 100nm平均透过率达81.4%,在500nm处绒度为84.3%,750nm处绒度可达73.8%,方块电阻小于5Ω/□,满足了硅基薄膜叠层电池对前电极的光电性能需求。

基于89C52单片机的智能电机设计

提出一款用于协助测量运动员腿部肌肉反应速度的智能电机控制系统,使用C语言编程,以AT89C52型单片机为核心.单片机接收并储存红外遥控器控制信号,输出指令控制电机工作,并将工作状态实时显示在1602液晶屏上.系统可避免操作平台发生故障,智能控制测量步骤,得到精准的实验数据.现已做出成品应用于实验,效果良好.

介质材料厚度对一维光子晶体禁带的影响

由Si和SiO2两种介质材料构成一维二元光子晶体,研究了介质材料各层厚度对光子禁带宽度和禁带位置的影响.为了更加接近实际情况,数值模拟中考虑了Si和SiO2折射率随波长的变化及材料的吸收.研究结果表明,在单周期厚度不变时,随着Si和SiO2两种高低折射率介质厚度比值的增加,光子禁带变窄且禁带中心向长波方向移动;在两种介质厚度比值确定时,随着两种介质厚度同步递增,光子禁带展宽的同时禁带中心向长波方向移动.因此,在介质材料确定的前提下,可通过改变介质材料各层的厚度获得所需要的光子禁带.

一种3kW光伏控制器的方案设计

基于千瓦级光伏控制器的原理和控制策略,提出了3 k W光伏控制器的整体解决方案。详细介绍了主电路的参数设计、整机控制方法和机电一体化方案。该方案实现的样机接入3.3 k W离网电站运行,很好地满足了系统工作的需要。