不同硫化温度对Cu2ZnSnS4薄膜质量及太阳能电池性能的影响

采用ZnS-Sn-CuS作为靶材,利用磁控溅射技术制备了Cu2ZnSnS4 (CZST)薄膜材料及太阳电池,重点研究了不同硫化温度对CZTS薄膜质量及太阳电池性能的影响.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、显微拉曼光谱仪(Raman)和紫外可见分光光度计(UV-Vis)分别表征了不同硫化温度下制备的CZTS薄膜的晶相结构、表面形貌、化学组分、相的纯度和光学性能.结果表明:在580℃下所制备的CZTS薄膜光滑致密、结晶质量好,同时化学组分属于贫铜富锌,而且无其他二次相,禁带宽度约为1.5 eV.符合高效率太阳电池吸收层的要求.将CZTS吸收层按照SLG/Mo/CZTS/CdS/i-ZnO/ITO/ Al的结构制备成面积为0.12 cm2的电池并进行Ⅰ-Ⅴ测试.测试结果表明,在580℃硫化后制备的CZTS薄膜太阳电池具有最高的转换效率为3.59;.     

碘化钾单晶的非真空密闭坩埚下降法生长

本文报道了KI单晶在非真空密闭条件下的坩埚下降法生长.以经充分干燥的高纯KI多晶为原料,将KI多晶料密封于套层铂坩埚中,添加少量活性碳粉末,可避免碘化物熔体的氧化与挥发,从而在非真空条件下实现KI单晶的坩埚下降法生长.在晶体生长过程中,炉体温度调节于750～770 ℃,固液界面温度梯度为30～40 ℃/cm,坩埚下降速率控制为1～2 mm/h,成功生长出尺寸为φ25 mm×50 mm的透明完整KI单晶.采用XRD、DTA-TG、透射光谱、荧光光谱对所获KI单晶进行了测试表征,结果表明该单晶具有良好的光学均匀性,在450～2500 nm波长范围的光学透过率达70;以上,其光学吸收边位于280 nm左右;在266 nm脉冲光激发下,该单晶具有397 nm峰值波长的荧光发射.     

Sb掺杂Si_3N_4基Si量子点薄膜的制备与结构

基于多靶射频磁控溅射技术,结合快速光热退火后处理制备了Sb掺杂Si_3N_4基Si量子点(SiQDs)薄膜。采用透射电镜、掠入射X射线衍射、拉曼光谱和光致发光光谱等手段对薄膜的微结构和发光特性进行了研究,分析了Sb掺杂对Si-QDs薄膜的微结构和发光特性的影响规律.结果表明,Sb掺杂表现出明显的诱导晶化作用.掺杂的Sb有助于Si原子在Si_3N_4基质中的扩散并形成Si-QDs.随着Sb掺杂量的增加,Si-QDs的尺寸逐渐增大,薄膜的结晶率X_c有效提高,其PL谱峰随之增强,谱峰的半高峰宽逐渐变窄;由于Si-QDs尺寸的增加还导致PL发光谱峰位产生红移.     

LaCl3:Ce3+晶体生长用无水氯化镧的制备

本文报道了LaCl3:Ce3+晶体生长用无水氯化镧的氯化焙烧脱水制备方法.应用差热/热重分析研究了LaCl3·7H2O的脱水过程,以寻求避免发生水解反应的有效途径;以LaCl3·7H2O为初始原料,采用氯化氢保护下的焙烧脱水处理进行无水氯化镧的制备,通过系列实验掌握了氯化焙烧脱水处理的最佳工艺条件;为验证所制备无水氯化镧的纯度,采用该原料进行了LaCl3:Ce3+单晶生长.结果表明,在氯化焙烧脱水处理过程中,保持通入足量干燥氯化氢气体,控制焙烧温度于220～230℃,经过6～7h焙烧处理,能够制备出较高纯度的无水氯化镧,所获原料可成功地用于生长无色透明的LaCl3:Ce3+单晶.     

大尺寸PWO:(Mo,Y)晶体发光均匀性的研究

报道了用改进的Bridgman法生长的大尺寸PbWO4:(Mo,Y)晶体发光均匀性的表征研究.通过对大尺寸的PbWO4:(Mo,Y)晶体不同部位的透射光谱、X射线激发发射光谱、光产额和抗辐照损伤能力等光学和闪烁性能的测试,结果表明在实验所涉及的掺杂浓度范围,Mo、Y双掺杂能显著改善PbWO4晶体的发光均匀性,增强其抗辐照损伤能力.     

Yb:YAG闪烁晶体的UV发光特性

通过对不同掺杂浓度Yb:YAG晶体的透过光谱、激发光谱、发射光谱和衰减时间的测量,研究了Yb:YAG晶体的UV发光特性和发光机制.Yb:YAG晶体在紫外波段具有宽的激发带和发射带.最强的发射峰位于320～350nm波长范围,此即为Yb:YAG晶体的闪烁发光峰;次强的发射峰位于500nm附近.Yb:YAG晶体的UV发光衰减时间小于50ns.Yb:YAG晶体的UV发光行为是电子从Yb3+离子的4f壳层向配体O2-的满壳层的分子轨道迁移的结果,属于电荷迁移(CT)发光.     

高质量Yb3+∶CS-FAP激光晶体的生长

本文进行了Yb3+∶FAP与Yb3+∶YAG的对比分析,指出了在激光核聚变领域中Yb3+∶FAP是很有希望的增益介质,针对Yb3+∶FAP吸收光谱宽度很小(4nm)对泵浦源要求苛刻,采用Yb3+∶CS-FAP即以部分Sr2+代替Ca2+造成Yb3+周围环境多样性增加、增加谱宽.参考分析了Ca3(PO4)2-CaF2体系的相图,推测出生长CS-FAP晶体的配料区间,给出了生长晶体的原料制备方法,采用氮气流动、白宝石片封闭保温罩的观察孔和观察窗上贴石英片相结合有效地缓解了在晶体生长过程中组分挥发、开裂、以及氟化物腐蚀窗口等一系列问题.生长工艺参数为:提拉速度1～3mm/h,旋转速度10～20r/min,在流量为20ml/min的流动N2中生长,采用尺寸为60×40mm的Ir坩埚进行生长,线圈尺寸为内径130mm×130mm×8圈,外径155mm×95mm×6圈.得到了尺寸为10mm×20mm的高质量晶体.用X射线粉末衍射分析证明所生长的晶体结构正确.     

Yb:YAG晶体的生长与激光性能

采用中频感应提拉法生长出掺杂浓度的原子分数高达２０％的Ｙｂ：ＹＡＧ晶体,探索了合适的晶体生长,退火工艺参数;研究了晶体中的杂质离子和色心;选用ＩｎＧａＡｓ半导体激光泵浦,通过激光腔的设计,研究了晶体的激光性能,获得了１０３０ｎｍ波长３００ｍＶ的脉冲激光输出,斜率效率为３０％。     

Density behaviors of Ge nanodots self-assembled by ion beam sputtering deposition

Self-assembled Ge nanodots with areal number density up to 2.33×1010 cm-2 and aspect ratio larger than 0.12 are prepared by ion beam sputtering deposition. The dot density, a function of deposition rate and Ge coverage, is observed to be limited mainly by the transformation from two-dimensional precursors to three-dimensional islands, and to be associated with the adatom behaviors of attachment and detachment from the islands. An unusual increasing temperature dependence of nanodot density is also revealed when a high ion energy is employed in sputtering deposition, and is shown to be related to the breaking down of the superstrained wetting layer. This result is attributed to the interaction between energetic atoms and the growth surface, which mediates the island nucleation.     

n型Ge基Ba_8Ga_(16-x)Zn_xGe_(30) I-型笼合物的制备及电传输特性

用熔融法结合放电等离子体烧结技术,采用Zn掺杂制备了具有半导体传导特性的n型Ba_8Ga_(16-x)Zn_xGe_(30) I-型笼合物,研究了Zn部分置换Ga对化合物电传输特性的影响.研究表明所制备的化合物为单相的具有空间群Pm3-n的I-型笼合物.Zn掺杂前对应化合物表现为金属传导特性,Zn掺杂后对应化合物表现为典型的杂质半导体传导特性.室温下,随Zn掺杂量的增加,化合物的载流子浓度和载流子有效质量逐渐降低;Zn掺杂对室温载流子迁移率无明显影响.在300～900 K温度范围内,随Zn掺杂量的增加对应化合物的电导率逐渐降低,Seebeck系数逐渐增加.Zn掺杂后对应化合物的功率因子与掺杂前相比有所降低,且达到最大值的温度都向低温方向偏移.