步进扫描时间分辨光谱及其在太阳电池光电导上的应用

建立傅里叶变换步进扫描时间分辨光电导光谱，并研究太阳电池中与转换效率密切相关的少数载流子寿命.实验选取三种典型的硅太阳电池(单晶硅样品1、多晶硅样品2和多晶硅样品3 )，发现其瞬态光电导的上升和衰退曲线可以分别用两个简单的指数函数描述.由于有复合中心的参与，复合过程中少数载流子的寿命比产生过程中的寿命短.为验证实验结果的可靠性，采用了提取样品少数载流子的体寿命和计算其有效扩散长度两种方法.通过与太阳电池暗伏安特性和负载特性研究相结合，进一步分析和讨论了少数载流子寿命与短路电流、开路电压和转换效率的关系.同时探讨了步进扫描时间分辨光谱实验的其他用途. 关键词： 步进扫描 时间分辨 硅太阳电池 瞬态光电导     

酞菁锡（SnPc）多晶薄膜的光电压特性研究

报道了Ａｌ／α－ＳｎＰｃ／ＩＴＯ夹心结构的瞬态光电压随入射光强度和波长变化的演变特性和稳态连续光照射下的光电压作用光谱。稳态光电压作用光谱和其对应吸收光谱的变化趋势非常接近；而瞬态光电压的大小、极性和响应时间则共同取决于入射光的强度和波长。其中瞬态光电压的正峰部分（相对于ＩＴＯ电极）只在较强的光照射下才出现，而且其响应时间也总是慢于同一条件下出现的负电压峰。文中对该现象的内在机制作了初步的探讨。     

水溶性TGA-CdTe量子点的超快弛豫动力学过程探究

本文以三个不同粒径(1^#:2.3 nm, 2^#:2.8 nm和3^#:3.5 nm)的巯基乙酸包覆的CdTe量子点(thioglycolic acid capped CdTe quantum dots, TGA-CdTe QDs)样品为研究对象, 其时间相关单光子计数(time-correlated single photon counting, TCSPC)实验得到的时间分辨光谱显示, 三个量子点的荧光平均寿命依次是～6 ns, ～10 ns和～12 ns, 其动力学过程包括慢过程和快过程两部分. 随其粒径尺寸的增加, 其慢过程延长, 快过程在变短. 然后, 通过瞬态吸收和荧光上转换两种基于飞秒的时间分辨光谱技术, 对TGA-CdTe量子点的带间弛豫过程做了探究. 实验结果显示, 三个TGA-CdTe量子点样品, 随其粒径增大, 最高激发态和最低激发态填充速率减慢, 其中, 最高激发态从0.33 ps增加至0.79 ps; 最低激发态从0.53 ps增至～1 ps. 另外, 由瞬态吸收和荧光上转换两种时间分辨手段相结合, 可得到CdTe量子点带间弛豫的完整图像, 结果显示了TGA-CdTe 量子点的一个本征特征:即在基态漂白恢复过程中的初始上升阶段, 荧光上转换信号要慢于瞬态吸收信号. 这可以为量子点在光电转换应用上提供帮助.     

微量硼掺杂非晶硅的瞬态光电导衰退及其光致变化

利用EG&G的瞬态分析测试仪对微量硼掺杂的高氢稀释非晶硅薄膜的瞬态光电导作了测量,并研究了长时间曝光处理对瞬态光电导的影响.发现薄膜的瞬态光电导衰退可以用双指数函数来拟合,说明在样品的光电导衰退过程中有两种陷阱在起作用,估算了陷阱能级的位置.曝光处理后样品的光电导和暗电导不仅没有下降,而且还有所上升,薄膜的光敏性有所改善.很可能曝光过程引起了硼受主的退激活,导致费米能级向导带边移动,使有效的复合中心减少,样品的光电导上升. 关键词： 非晶硅 瞬态 光电导 光致变化     

GaAs/AlGaAs多量子阱中载流子动力学的实验研究

利用瞬态光栅激光光谱技术测量了(110)方向生长的本征GaAs/AlGaAs多量子阱的双极扩散系数.室温下,光激发的载流子浓度n_ex=3.4×10¹⁰/cm²时,测得双极扩散系数D_a=13.0 cm²/s,载流子的寿命τ_R=1.9 ns.改变光激发的载流子浓度(n_{ex关键词： 瞬态光栅 量子阱 空穴输运}     

200—1100nm瞬态光谱测定仪的研究

介绍一种光栅的闪光光谱测量仪器。该仪器具有波长覆盖面宽，波长分辨率高的特点，波长分辨率小于0．1nm，不确定度小于2％，对瞬态光和连续光都可进行测量，仪器测试过程实现了全部自动化。适用于不同光谱区都要有高分辨率的光谱测试。     

工业级纳米绒面多晶硅太阳电池的制备及其性能研究

基于产线工艺制备了纳米绒面多晶硅太阳电池,并表征其光电转换性能。研究结果表明：相对传统微米绒坑,纳米绒面能够提升多晶硅太阳电池的短路电流,相应的光电转换效率绝对值提升大于0.4%,产线均值光电转换效率超过了19.1%。结合漫反射光谱和外量子效率测试结果,改进的光电转换的原因归结为纳米绒面能够有效地诱捕短波和长波太阳光子,增强短波和长波太阳光响应。本研究证实纳米绒面多晶硅太阳电池可利用产线工艺制备且具有较高的光电转换效率,能够实现产业化。     

超短光脉冲作用下非晶硅的瞬态光电导

本文对制备时衬底温度不同的辉光放电沉积a-Si样品在超短光脉冲作用下的瞬态光电导进行研究,响应时间与样品缺陷态密度的关系表明a-Si中光生电流衰减的机制是缺陷态对光生载流子的俘获。与化学气相沉积a-Si和进口硅PIN快速光电探测器的瞬态响应实验结果的比较说明,a-Si的瞬态响应稳定性好。     

受激双层石墨烯量子点中的激子耦合动态变化

有机聚集体中分子间相互作用决定了聚集体的光物理性质,从而显著影响基于此类材料的光伏器件性能. 分子间激子耦合(或电偶极耦合)是一种常见且重要的分子间相互作用. 本文利用瞬态吸收光谱研究了石墨烯量子点二聚体(一种大稠环芳烃的π-π堆叠二聚体)中的激子耦合作用. 发现了瞬态吸收谱随泵浦-探测延时的演化起源于二聚体激发态中激子耦合强弱的动态变化. 通过拟合瞬态光谱,进一步证实了可利用最低能量的两个振动吸收峰的瞬态吸收动力学直接表征二聚体中激子耦合强度的动态变化.     

炮体表面瞬态温度分布的散斑干涉测试研究

为了可以实现对炮体表面瞬态温度分布变化的实时监测,同时克服传统瞬态高温测试仪器单点探测以及热惯性大等局限性,设计了基于散斑干涉与光谱频域分析相结合的瞬态温度分布测试系统。系统采用散斑干涉技术将炮体瞬态温度变化引发的微小形变转换成散斑干涉条纹,再由傅氏变换完成干涉条纹形变到光谱分布的函数转换,从而通过光谱分布函数反演任意采样时刻上的温度分布。实验采用ZX-FB1型光纤测温仪测试单点位置上瞬态温度作为标准值,再由555 nm激光器与面阵CCD采集散斑干涉条纹,分别使用图像识别法与傅氏变换法完成干涉条纹与瞬态温度的算法匹配,从而反演瞬态温度。实验结果显示,两种方法均能实现瞬态温度检测,但基于傅氏变换频谱分析的散斑干涉法精度更高,并且可以有效地克服由表面瑕疵、漆面磨损等问题造成的粗大误差。     

基于瞬态光栅频率分辨光学开关法测量飞秒脉冲的研究

超宽光谱的飞秒脉冲测量一直是超快激光领域的重要研究方向之一.常规的飞秒脉冲自相关方法是通过测量自相关倍频信号来获得,而倍频信号具有波长选择性,不同中心波长的飞秒脉冲测量需要更换不同的倍频晶体,十分不方便.因此,提出了一种改进型的瞬态光栅频率分辨光学开关(TG-FROG)方法用于测量飞秒脉冲.该方法结合四波混频和频率分辨光学开关方法,其基本过程是将待测脉冲分为三束,其中两束脉冲经过精密的延时控制并聚焦在光学介质上达到时空重合,利用三阶非线性效应产生稳定的瞬态光栅作为开关光;另一束脉冲作为探测光与产生的瞬态光栅进行相互作用产生一个信号光,使用光谱仪对该信号光的光谱与延迟时间进行测量,并通过反演迭代算法处理而获取待测飞秒脉冲的光谱与电场信息.该方法只需要待测光的功率密度达到三阶非线性效应就可以实现测量,因此可以应用于任意中心波长的飞秒脉冲测量.利用该方法对中心波长分别为800 nm, 400 nm的飞秒脉冲,以及超连续亚10 fs的周期量级超宽光谱飞秒脉冲进行了测量,并与常规的干涉自相关仪器测量结果进行了比较,所得测量结果基本一致.实验结果表明,建立的基于TG-FROG方法对不同中心波长,不同脉冲宽度的飞秒脉冲测量是十分有效的.     

Optical polaron absorption in YAG: Nd

On exposure to intensive light containing the near UV spectrum region transient colour centres are formed in YAG: Nd. Their optical properties are accounted for by optically induced transfer of the hole arising between O^–2 anions in the neighbourhood of the defect within the cation sub-lattice.     

Measurement of intrinsic Brillouin linewidth of fibers based on stimulated Brillouin scattering slow light

Intrinsic Brillouin linewidth is one of the essential parameters to optimize the gain spectrum of stimulated Brillouin scattering (SBS). A novel method for the measurement of the intrinsic Brillouin line-width based on SBS slow light is proposed and demonstrated. In this method, an implicit model based on the transient SBS theory is developed, and a data processing method is designed to obtain the value of the intrinsic Brillouin linewidth from the model. The measured results show that the method is effective for studying SBS slow light.     

瞬时多光谱爆温测量系统的标定

介绍了一种新型的爆温测量装置———瞬时多光谱爆温测量系统的基本组成、工作原理及系统的标定,系统的标定包括三个方面:用高压汞灯的四条特殊谱线进行系统光谱范围的标定;用高压汞灯作光源,得到波长与像元的位置对应关系式,用He Ne激光器做光源验证得到的位置对应关系式是否准确;用小型标准卤钨灯来进行温度标定。结果证明这种方法是可行的。     

单次瞬态过程频谱分析仪

本文叙述了一个适用于各种单次瞬态过程的频谱分析仪的工作原理和实验结果。本仪器利用实验室现有设备(通用示波器和声频频谱仪等),经过适当组装和附加少量专用电路,可以较快地建成。利用时间扩展(或压缩)技术,可以将欲测的频谱波段移到声频波段。用光电函数发生器产生待测的瞬态过程的重复波形。这样,就可以用一般的声频频谱仪(或波分析仪)来模拟测量单次瞬态过程的频谱。实验结果证明上述方案是可行的。对主要频谱成份,测量可准确到2—3％。对较弱的频谱成份,准确度要差些。     

Charge-carrier dynamics in polythiophene films studied by in-situ measurement of flash-photolysis time-resolved microwave conductivity (FP-TRMC) and transient optical spectroscopy (TOS)

An in-situ measurement system for flash-photolysis time-resolved microwave conductivity (FP-TRMC) and transient optical spectroscopy (TOS) has been developed to perform simultaneous measurements of photo-induced changes in conductivity and charge-carrier density in an organic thin film. The electric field in the resonant cavity designed for the present system was analysed by electrostatic simulation. Using the present system and the simulated electric field, the photoconductivity and transient absorption in a regioregular poly(3-hexyl thiophene) film were measured using one particular geometry under photon excitation energies of 6.39, 4.98, 3.48, and 2.34?eV. The dynamics of photogenerated charge carriers is discussed in terms of the excitation energy and incident photon intensity. The transient absorption spectrum induced by 3.48?eV light is presented and compared with the TRMC transient.     

Developing homogeneous isotropic turbulence

We investigate the self-similar evolution of the transient energy spectrum, which precedes the establishment of the Kolmogorov spectrum in homogeneous isotropic turbulence in three dimensions using the EDQNM closure model. The transient evolution exhibits self-similarity of the second kind and has a non-trivial dynamical scaling exponent, which results in the transient spectrum having a scaling that is steeper than the Kolmogorov k^−5/3 spectrum. Attempts to detect a similar phenomenon in DNS data are inconclusive, owing to the limited range of scales available.     

光子晶体中四能级系统的量子相干效应

研究了处于光子带隙材料中的四能级原子系统的电磁感应透明、自发辐射和光子开关效应，分析了其稳态与瞬态特性, 发现特殊的模密度能够导致反常的吸收、色散、自发辐射及瞬态无反转增益, 并可以通过外加调制场进行控制.详细讨论了特殊频率处模密度的变化对透明窗口和光子开关效应的影响. 关键词： 光子带隙材料 电磁感应透明 模密度 光子开关