MEH-PPV/ZnO-QDs聚合物太阳电池光伏性能研究

采用聚[2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)对苯乙撑](MEH-PPV)以及ZnO量子点(ZnO-QDs)制备了共混的聚合物太阳电池.利用稳态电流-电压测试,结合荧光光谱,研究了ZnO-QDs的含量对电池性能的影响.实验发现电池的性能与ZnO-QDs的含量有密切的关系.随着ZnO-QDs含量的增加,电池的开路电压因为并联电阻的增加而减小,而短路电流呈现先增加后减小的趋势,这是由于ZnO-QDs含量的增加会对电流产生两个相互竞争的影响,一方面,增加的界面面积会提高短路电流,另一方面,团聚现象逐渐严重以及串联电阻的增加会降低短路电流.光伏性能最优化电池的Zno-QD含量是88wt;,此时薄膜厚度约240 nm,在15.8 mW/cm2光照射下的光电转换效率达到0.24;.     

可见近红外双波段增透膜的设计及制备

以K9为基底设计了一种覆盖部分可见及近红外双波段的增透膜,即:增透波长包括0.55 ～0.78μm和1.0～1.3 μm两个波段.工艺实现采用了电子束蒸发物理气相沉积的方法,薄膜材料仅含有TiO2和SiO2,并分别作为高低折射率材料.利用岛津分光光度计对双面镀制该膜系样品的透过率进行测量,测试结果表明0.55 ～0.78μm波段平均透过率为98.01;,1.0～1.3μm波段平均透过率达到97.04;.通过SEM的膜层截面证实实际膜层厚度相对于设计值来说偏厚,致使透射率光谱曲线略往长波方向漂移,但所需波段内平均透过率仍可满足所需光学特性.环境测试表明:薄膜具有良好的稳定性和牢固度.该增透膜可以应用于可靠性要求较高的环境中.     

聚合物太阳电池ITO电极的光刻制备

使用光刻的方法进行ITO电极的制作,可制得精细的电极结构,本文重点阐述了使用光刻制备ITO电极的方法,包括表面清洗、曝光参量、显影条件、腐蚀工艺等,其中较为理想的ITO光刻工艺为:50 s曝光时间、30 s显影时间、20 s化学腐蚀时间。并用对腐蚀工艺条件进行了理论分析,并使用光学相干断层扫描(OCT)技术对制备的电极进行了测量。     

缓冲层ZnPc对有机电致发光器件特性的影响

本文研究了酞菁锌(ZnPc)薄膜的表面形貌及ZnPc薄膜作为缓冲层对有机电致发光器件(OLEDs)光电特性的影响.对比两组样品的AFM图像,ZnPc薄膜相比于ITO薄膜,其表面的岛面积较大,薄膜表面更连续平整,基本上覆盖了ITO膜表面针孔,减少了表面的缺陷.另外,ZnPc薄膜的岛分布均匀有序.使用ZnPc作为缓冲层的器件性能明显好于未使用ZnPc修饰的器件,在7.42V的驱动电压下的最大发光亮度达到1.428kcd/m2,在4.3V电压驱动下时,最大光功率效率为1.411m/W;而未使用缓冲层的器件在8V的驱动电压下达到最大发光亮度达到1.212kcd/m2,在5.5V电压驱动下时,最大光功率效率为0.931m/W.     

NiNb2O6半导体电极的能级结构和腐蚀机理研究

本文通过测量伏安特性和光谱响应研究了被还原的n型NiNb₂O₆半导体单晶电极的光电化学性质及其能级结构,观察到两个吸收带,强者在3.24eV,对应于氧-锯跃迁;弱者在1.75eV,在可见光区,对应于镍-铌跃迁。探讨了阳极暗腐蚀、光腐蚀和水的光电解机理,绘出了NiNb₂O₆的电子能级图和主要的裂解能级。     

InP/GaP晶格失配界面的电特性

本文研究了InP/GaP晶格失配界面的电特性。HRTEM图象表明在界面存在90°位错缺陷的应变缓释。ECV表明界面存在高密度载流子层。AFM图象表明本研究中获得了粗糙度为2.48nm的良好InP异质外延层。并对于InP界面给出了一个基于费米能级钉扎的模型来解释观察到的电性质。     

新型单晶薄膜InP太阳电池的光谱响应

为使通信卫星能够正常工作于所谓Van Allen辐射带,必须发展一种具有强抗辐射能力的太阳电池.本文设计研究外延了漂移机制单晶薄膜InP太阳电池,测量了其光谱响应,结果表明该电池在325nm到632nm之间有高于50;的内量子效率,在253nm也有较好的响应.有望获得高效率的应用于AM0条件的InP太阳电池.此外,实验结果还表明该设计可以应用于短波光探测器.     

偏振串扰对光纤陀螺零漂及随机游走影响的研究

针对保偏光纤陀螺静态参数受光路偏振串扰误差的影响而使陀螺精度受到制约的问题,从实际应用的角度,研究了保偏光纤陀螺光路中由于各光学器件不理想和熔接点对轴角度误差等因素引起偏振串扰误差的机制。基于琼斯矩阵和相干矩阵,并引入随温度变化的保偏光纤双折射变量,建立了变温环境下保偏光纤陀螺的光路传输模型,对变温环境下偏振串扰误差对保偏光纤陀螺零漂和随机游走的影响进行了理论分析和估算。同时开展了变温环境下光纤环偏振串扰对其静态参数影响的相关实验。实验结果与模型分析结果基本一致,表明该模型是合理的。     

基于P3HT∶PCBM聚合物太阳电池阳极减反膜的设计与制备

以薄膜光学的相关理论、太阳辐射的能量分布与P3HT的吸收光谱为理论基础,设计出在400 ～ 1100 nm范围的超宽带减反膜系,并利用真空电子束蒸发的方法在玻璃基底上蒸镀减反膜,将玻璃基底在400 ～ 1100 nm波段的透过率提高了3; ～5;,光子通量增加了3;.接着,将减反膜应用到以P3HT和PCBM为本体异质结的聚合物太阳电池的阳极上,得到了具有阳极减反膜的聚合物太阳电池.经过对比测试分析,具有阳极减反膜的太阳电池效率比普通电池提高了3.23;,与光子通量提高值较为符合,这一结论为聚合物太阳电池效率的进一步提高提供了一个可行的方法.     

QF1基底上可见光区宽带增透膜研究

本文以QF1为基底设计了一种宽带可见光区增透膜,即:增透波长0.4～0.8 μm,工艺实现采用了电子束蒸发物理气相沉积的方法,薄膜材料仅含有TiO2和SiO2,并分别作为高低折射率材料.利用Edinburgh光谱仪对双面镀制该膜系样品的透过率进行测量,测试结果表明平均透过率达98.43;,通过SEM的膜层截面证实膜层比设计略偏厚,导致测试透过率与设计相比略有红移,但实际样品的光学特性与设计结果基本相符,具有宽带的增透特性.环境测试表明:薄膜具有良好的稳定性和牢固度.该增透膜可以应用于可靠性要求较高的环境中.