MEAM势与Tersoff势比较研究——碳化硅熔化与凝固行为

运用分子动力学方法对比模拟研究了碳化硅的体熔化、表面熔化和晶体生长过程.分别采用MEAM 势和Tersoff势两种势函数描述碳化硅.结果表明:体熔化时,两种势函数描述的SiC的原子平均能量、 Lindemann指数和结构有序参数与温度的变化关系相似,但MEAM势对应的体熔点(4250 K)比Tersoff势(4750 K) 的要高.表面熔化时,两种势函数描述的SiC在相同的过热度下熔化速度相近;而在相同的温度条件下,MEAM 作用的SiC表面熔化速度更快.这是由于MEAM势SiC的热力学熔点(3338 K)低于Tersoff势SiC的热力学熔点 (3430 K)的缘故.两种势函数作用的SiC在晶体生长方面差异很大.MEAM势SiC的晶体生长速度与过冷度有关, 过冷度约为400 K时晶体生长速度最快.但Tersoff势SiC晶体却在过冷度为0—1000 K的范围内均不能生长. 综合考虑,MEAM势比Tersoff势能更好地描述碳化硅的熔化和凝固行为.     

Enhanced near-infrared responsivity of silicon photodetector by the impurity photovoltaic effect

The near-infrared responsivity of a silicon photodetector employing the impurity photovoltaic(IPV) effect is investigated with a numerical method. The improvement of the responsivity can reach 0.358 A/W at a wavelength of about1200 nm, and its corresponding quantum efficiency is 41.1%. The origin of the enhanced responsivity is attributed to the absorption of sub-bandgap photons, which results in the carrier transition from the impurity energy level to the conduction band. The results indicate that the IPV effect may provide a general approach to enhancing the responsivity of photodetectors.     

金刚石线锯切割多晶硅片的气相刻蚀制绒研究

采用气相刻蚀制绒法研究金刚石线锯切割多晶硅片制绒.加热体积比1∶3、总体积400 mL的HF-HNO3酸混合溶液到90℃,使酸混合溶液受热产生气相,利用气相对金刚石线锯切割多晶硅片表面进行制绒.结果表明,制绒15 min之后,硅片表面的切割纹被完全去除;小腐蚀坑密布硅片表面,尺寸小于1μm,而传统湿法酸制绒所形成的腐蚀坑尺寸大于10μm.气相刻蚀后的金刚石线锯切割多晶硅片表面的微观粗糙度比传统酸混液制绒后的金刚石线锯切割多晶硅片表面的微观粗糙度高3倍多.气相制绒效果明显,并仅有12.11％的低反射率.     

LaCl3对2，4-D诱导的氧化胁迫的拮抗作用

低熔点合金Sn-9Zn在无铅焊料中引人注目。然而，它与铜焊接的湿润性却很低，因此，它的应用受到很大限制。在合金中添加1％的稀土(如La和Ce，稀土Y，纯P，Al，Mg及Ti元素)对Sn-9Zn合金与铜焊接时影响其润湿性、氧化性和凝固性有待检验。本文实验表明，添加Al和Ti对湿润性有害，添加Mg，Y元素有稍好的改善，而添加稀土和P却有明显的改善，其氧化性也随添加稀土而增加，而添加P影响不大，凝固的Sn-9Zn合金表面粗糙，而Sn-37Pb却很光滑。     

聚乙二醇对二氧化钛薄膜结构及其自清洁性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了聚乙二醇(PEG2000)改性TiO_2薄膜,研究了PEG2000添加量对TiO_2薄膜的微结构、表面形貌、透射率和自清洁性能的影响。以紫外光为光源,分析了PEG2000含量对TiO_2薄膜光催化活性的影响。结果表明,所制备的薄膜均为锐钛矿结构;通过调节PEG2000的添加量,可以调控薄膜的微观结构,从而调控TiO_2薄膜的光学性能和自清洁性能。     

Simulation and experimental study of a novel bifacial structure of silicon heterojunction solar cell for high efficiency and low cost

A novel structure of Ag grid/SiN_x/n~+-c-Si/n-c-Si/i-a-Si:H/p~+-a-Si:H/TCO/Ag grid was designed to increase the efficiency of bifacial amorphous/crystalline silicon-based solar cells and reduce the rear material consumption and production cost. The simulation results show that the new structure obtains higher efficiency compared with the typical bifacial amorphous/crystalline silicon-based solar cell because of an increase in the short-circuit current(J_(sc)), while retaining the advantages of a high open-circuit voltage, low temperature coefficient, and good weak-light performance. Moreover,real cells composed of the novel structure with dimensions of 75 mm × 75 mm were fabricated by a special fabrication recipe based on industrial processes. Without parameter optimization, the cell efficiency reached 21.1% with the J_(sc) of 41.7 mA/cm~2. In addition, the novel structure attained 28.55% potential conversion efficiency under an illumination of AM 1.5 G, 100 mW/cm~2. We conclude that the configuration of the Ag grid/SiN_x/n~+-c-Si/n-c-Si/i-a-Si:H/p~+-a-Si:H/TCO/Ag grid is a promising structure for high efficiency and low cost.     

硅异质结太阳电池的物理机制和优化设计

硅异质结太阳电池是一种由非晶硅薄膜层沉积于晶硅吸收层构成的高效低成本的光伏器件,是一种具有大面积规模化生产潜力的光伏产品.异质结界面钝化品质、发射极的掺杂浓度和厚度以及透明导电层的功函数是影响硅异质结太阳电池性能的主要因素.针对这些影响因素已经有大量的研究工作在全世界范围内展开,并且有诸多研究小组提出了器件效率限制因素背后的物理机制.洞悉物理机制可为今后优化设计高性能的器件提供准则.因此及时总结硅异质结太阳电池的物理机制和优化设计非常必要.本文主要讨论了晶硅表面钝化、发射极掺杂层和透明导电层之间的功函数失配以及由此形成的肖特基势垒;讨论了屏蔽由功函数失配引起的能带弯曲所需的特征长度,即屏蔽长度;介绍了硅异质结太阳电池优化设计的数值模拟和实践;总结了硅异质结太阳电池的研究现状和发展前景.     

以硅片线锯屑和石英为原料合成氮氧化硅粉体研究

研究了以回收提纯的太阳电池硅片线锯屑粉与粗粒石英粉为原料直接用N2气体氮化合成氮氧化硅(Si2N2O)的工艺条件,分析原料配比和反应温度对氮氧化合成产物的影响.结果表明,采用这种线锯硅屑粉为原料,可以在1450℃下4h常压纯氮合成条件下得到氮氧化硅产物;当原料摩尔比n(Si)/n(SiO2)=1.5时,所得产物在XRD检测能力范围显示为纯Si2N2O相,不含氮化硅副产物相.从反应相对增重量分析推测,反应体系中可能包含SiO2在高温和低氧分压条件下的转变为Si2N2O的过程.     

硅晶体生长速率与过冷度关系的分子动力学模拟研究

基于Tersoff势函数描述硅原子间的相互作用,运用分子动力学方法模拟研究了不同过冷度条件下硅晶体凝固生长速率.结果发现,在一定过冷度范围内,硅晶体的生长速率随过冷度的增大而呈先快速增大后缓慢减小的趋势,并最终趋于不生长.同时,运用Wilson-Frenkel模型从理论上对硅晶体生长速率与过冷度关系进行了预测,分子动力学模拟结果与Wilson-Frenkel模型预测结果基本吻合,表明了硅晶体沿[100]方向的生长是一种扩散型生长.     

应变对硅晶体生长影响的分子动力学模拟研究

基于Tersoff势描述的硅原子间相互作用,通过分子动力学方法模拟考察了在垂直于生长方向上分别对晶体施加了不同应变时,硅沿[100]和[112]晶向的晶体生长.结果显示,在压应变条件下,随着应变的增大晶体生长速率减小;而在拉应变条件下,在小应变范围内,晶体生长速率随应变增大并不减小,甚至还可能增大,只有当应变达到一定程度时,晶体生长速率才会随着应变的增大而减小;拉应变对[112]方向生长中液-固界面的形态也产生了显著影响.