氧掺入对纳米硅薄膜微结构及能带特性的影响

采用等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)制备了富硅氧化硅薄膜,利用XRD衍射仪,傅里叶变换红外透射光谱仪以及紫外-可见光分光光度计分析了氧掺入对薄膜微观结构以及能带特性的影响。结果表明,随着氧掺入比(CO2/SiH4)的增加,薄膜晶粒尺寸减小,晶化度降低,纳米硅(nc-Si)表面的张应力先增加后减小。红外吸收谱分析表明,氧掺入比增加导致薄膜内氧含量增高,富氧Si—O键合密度增加,富硅Si—O键合密度降低。同时,薄膜结构因子减小,有序度增大,薄膜微观结构得到改善。当氧掺入比大于0.08时,薄膜结构因子增大,有序度降低。此外,氧掺入增加导致薄膜带隙不断增加,带尾宽度呈现先减小后增大的趋势。因此,通过氧掺入可以调节纳米硅薄膜微观结构及能带特性,氧掺入比为0.08时,薄膜具有高晶化度和较宽的带隙,微观结构得到有效改善,可用作薄膜太阳能电池的本征层。     

SrBPO_5:Dy~(3+)荧光粉的制备及光谱性能研究

通过高温固相法制备了用于紫外激发的系列SrBPO_5:Dy~(3+)荧光粉,并对样品进行了XRD分析和发光性能测试。结果表明,合成样品为单一相的SrBPO_5材料;在388 nm紫外光激发下,样品的发射光谱包括485和575 nm两个发射峰。研究了Dy~(3+)浓度,Mg~(2+)加入量,烧结温度以及电荷补偿剂对发射光谱的影响。当Dy~(3+)掺杂摩尔浓度为4 mol%时发光强度最强;随着Mg~(2+)的加入量的增加B/Y峰的强度比不断增加;最佳烧结温度为1 100℃;Na~+作为电荷补偿剂效果最佳。该荧光粉有较强的黄色发射峰,可以增强UV激发的白光LED的黄光成分从而提高其穿透雾霾的能力。     

锯齿波频率对介质阻挡放电光谱特性的影响

采用微间隙平行平板介质阻挡放电(DBD)装置，以氩气作为工作气体，研究了锯齿波激励下DBD的放电图像、发光信号、发射光谱与锯齿波频率的关系。研究发现随锯齿波频率增加，DBD会从均匀模式(低于10 kHz)，经历微放电丝与均匀放电共存，并最终过渡到微放电丝占据全部的电极区(频率高于35 kHz)。外加电压和发光波形表明，锯齿波频率较低时的均匀放电对应高占空比的阶梯放电。随频率增大，出现微放电丝后，发光波形呈现多脉冲形式，且电压半周期中的发光脉冲个数随着锯齿波频率的增大而减小。当锯齿波频率高于35 kHz时，每半个电压周期的发光脉冲个数减小为一个(单脉冲放电)。通过对放电的发射光谱进行研究，发现发射光谱中包含氮分子的第二正带系(C3Π_u→B3Π_u)，OH(A2Σ+→X2Π)和ArI的特征谱线。研究表明OH(308.8 nm)和ArI(750.4 nm)的谱线强度均随锯齿波频率的增大而增大。     

新型阴极缓冲层对聚合物太阳能电池性能的影响

研究了引入有机小分子尿素(urea)作为阴极缓冲层的以P3HT∶PCBM为活性层的体异质结聚合物太阳能电池(BHJ-PSCs)。通过溶液旋涂法制备尿素层,并且以不同的旋涂速度得到不同厚度的尿素。在模拟的标准太阳光(100 m W/cm2)照射下,以3000 r/min的转速旋涂尿素得到的器件取得了9.15 m A/cm2的短路电流密度,此时对应的能量转换效率较不加尿素层时的效率提高了20%,由2.8%增加到3.36%。原子力显微镜的测试表明,尿素层的引入改善了有机层和Al电极的接触。暗态J-V曲线的研究以及外量子效率的分析说明尿素层的引入抑制了载流子的复合,促进了载流子的传输与收集。尿素分子中氧原子上的孤对电子和Al发生强烈的化学反应,有效保护了活性层免受蒸镀的Al原子因注入带来的破坏,这种保护行为减少了载流子的复合,提高了器件的性能。     

基于反射和透射光谱的氢化非晶硅薄膜厚度及光学常量计算

采用紫外-可见透射光谱仪测量了对靶磁控溅射沉积法制备的氢化非晶硅( a-Si:H)薄膜的透射光谱和反射光谱.利用T/(1-R)方法来确定薄膜的吸收系数,进而得到薄膜的消光系数;通过拟合薄膜透射光谱干涉极大值和极小值的包络线采确定薄膜折射率和厚度的初始值,并利用干涉极值公式进一步优化薄膜的厚度值和折射率;利用柯西公式对得...     

碳纳米纤维负载Co3S4复合材料的合成及其在染料敏化太阳电池对电极的应用

采用水热法合成四硫化三钴（Co₃S₄）催化材料,并利用球磨和喷涂技术将其制备成对电极,结合新型无碘电解液Co²⁺/Co³⁺用于染料敏化太阳电池（dye-sensitized solar cells,简称DSCs）来研究其光电性能。测试结果显示,基于Co₃S₄对电极,DSCs的能量转化效率（power conversion efficiency,简称PCE）只有6.06%,远远低于Pt对电极（8.05%）。为了提高Co₃S₄的催化能力,采用静电纺丝技术制备碳纳米纤维（electrospun carbon nanofibers,简称ECs）,结合水热法制备出不同负载量的碳纳米纤维负载四硫化三钴（Co₃S₄/ECs）复合催化材料用于对电极,结果表明,Co₃S₄/ECs的PCE最高可达（8.22±0.08）%,优于Pt对电极。     

高填充度水热法合成SnO2晶体

本文采用水热法,以SnO2为前驱物,3 mol/L KOH作矿化剂,高温430℃,反应24 h,填充度60%,合成了尺度超过20μm的金红相SnO2晶体。当填充度40%时,合成晶体的尺度只有200 nm。对合成材料进行X射线衍射谱(XRD)和扫描电镜(SEM)测量,说明SnO2在高温水热、矿化剂作用下,具有很强的溶解性,其溶解后再结晶形成质量更好的晶体,高填充度产生的高压作用使SnO2发生更充分的溶解和再结晶,形成大的微米级晶体,也说明了可以利用水热方法制备大尺度SnO2单晶。     

富硅氮化硅／c—Si异质结中的电流输运机理研究

采用对靶磁控溅射方法在P型晶体硅（c—Si）衬底上沉积n型富硅氮化硅（SiNx）薄膜,形成了富硅SiNx／c—Si异质结．异质结器件呈现出较高的整流比,在室温下当V=4-2V时为1．3×10^3．在正向偏压下温度依赖的J—V特性曲线可以分为三个明显不同的区域．在低偏压区载流子的输运满足欧姆传输机理,在中间偏压区的电流是由载流子的隧穿过程和复合过程共同决定的,在较高偏压区的电输运以具有指数陷阱分布的空间电荷限制电流（SCLC）传输机理为主．     

氢稀释对纳米晶硅薄膜晶化特性的影响及薄膜生长机理

以SiH4与H2作为前驱气体,采用射频等离子增强化学气相沉积技术制备了纳米晶硅薄膜.利用Raman散射和红外吸收光谱等技术,对不同氢稀释比条件下薄膜的微观结构和键合特性进行了研究.结果表明,随着氢稀释比增加,薄膜的晶化率明显提高,而氢稀释比过高时,薄膜晶化率呈现减少趋势.红外吸收光谱分析表明,纳米晶硅薄膜中氢的键合模式与薄膜的晶化特性密切相关.随着氢稀释比增加,薄膜中整体氢含量和SiH2键合密度明显减少,而在高氢稀释比条件下,氢稀释比增加导致薄膜中SiH2键合密度和整体氢含量增加.     

氢稀释对纳米晶硅薄膜晶化特性的影响及薄膜生长机理

以SiH₄与H₂作为前驱气体,采用射频等离子增强化学气相沉积技术制备了纳米晶硅薄膜.利用Raman散射和红外吸收光谱等技术,对不同氢稀释比条件下薄膜的微观结构和键合特性进行了研究.结果表明,随着氢稀释比增加,薄膜的晶化率明显提高,而氢稀释比过高时,薄膜晶化率呈现减少趋势.红外吸收光谱分析表明,纳米晶硅薄膜中氢的键合模式与薄膜的晶化特性密切相关.随着氢稀释比增加,薄膜中整体氢含量和SiH₂键合密度明显减少,而在高氢稀释比条件下,氢稀释比增加导致薄膜中SiH₂键合密度和整体氢含量增加.