氧化随机织构硅表面对单晶硅太阳电池性能的影响研究

热氧化生长的SiO\-2 薄膜经常在高效单晶硅太阳电池中被用作扩散掩膜,化学镀掩膜,钝化层或者基本的减反射层.在这些高效太阳电池中,经常使用碱性溶液对单晶硅表面进行处理,得到随机分布的正金字塔结构的织绒表面,减少表面的光反射.表面氧化后的正金字塔太阳电池暗反向电流-电压呈现"软击穿"现象,并联电阻明显下降.研究结果表明引起这些现象的原因在于氧化正金字塔表面会导致在体内形成位错型缺陷,这些缺陷能够贯穿整个pn 结,导致太阳电池的并联电阻下降,同时载流子在位错型缺陷在能隙中引入的能级处发生复合,导致空间电荷区 关键词： 热氧化 随机织构 位错 太阳电池     

DHR TDC芯片的性能测试

TDC(time-to-digital converter)作为基于信号甄别和时间数字转换的时间测量技术路线的主要组成部分之一,至今在诸多领域中都具有广泛的应用.本实验室对高精度时间测量TDC ASIC(Application Specific In-tegrated Circuit)进行了深入研究,在180nm CM...     

Proposal of the readout electronics for the WCDA in the LHAASO experiment

The LHAASO （Large High Altitude Air Shower Observatory） experiment is proposed for a very high energy gamma ray source survey, in which the WCDA （Water Cherellkov Detector Array） is one of the major coinponents. In the WCDA, a total of 3600 PMTs are placed under water in four ponds, each with a size of 150m×150 m. Precise time and cimrge measurement is required for the PMT signals, over a large signal amplitude range from a single P.E. （photo electron） to 4000 P.E. To fulfill the high requirement of a signal measurement in so many front end nodes scattered in a large area, special techniques are developed, such as multiple gain readout, hybrid transmission of clocks, commands and data, precise clock phase alignment and new trigger electronics. We present the readout electronics architecture for the WCDA and several prototype modules, which are now being testedin the laboratory.     

石墨负载Pt催化剂的制备、表征及活性研究

Pt/graphite catalyst was prepared by incipient wetness impregnation using H₂PtCl₆·6H₂O as precursor. The catalyst was characterized by SEM, XRD, XPS and its degradation ability for oxalic acid was evaluated. The preparation parameters, including the reduction temperature, Pt loading and pyrolysis were studied. The optimal preparation conditions were 350 ℃ with Pt loading of 1.0%. Results show that the loading of Pt can significantly enhance catalytic activity of graphite and that Pt/graphite catalytic ozonation can effectively remove oxalic acid in aqueous solution. The BET surface area of graphite is much smaller than that of activated carbon, however, the catalytic activity of Pt/graphite towards oxalic acid degradation is higher than that of Pt/AC. The XPS results indicate that the active phase at catalyst surface is in the form of Pt⁰. Compared with that of reduction process in hydrogen, the activity of Pt/graphite catalyst decreases when it is prepared by pyrolysis in air due to the lower Pt dispersion on graphite surface.     

可磁力回收的Fe3O4纳米颗粒负载纤维素酶生物催化剂用于玉米芯降解

面对日益枯竭的化石能源和资源危机,科研工作者加速了对生物资源回收利用的研究.其中,作为生物资源主要成分的纤维素被证实是一种可以重新利用的原料,甚至可以作为工业产品潜在的前驱体.因此,回收利用富含纤维素的农作物副产品显得尤为重要.目前,多数纤维素资源并没有得到充分利用,例如玉米芯,全世界只有大约0.5％被利用.为了高效利用玉米芯资源,人们尝试各种分解方法将其主要成分纤维素和半纤维素转化成葡萄糖、木糖、糠醛以及酒精等.其中,最有效的策略是利用纤维素酶来分解玉米芯中的纤维素.然而,纤维素酶在实际应用过程中缺乏长久稳定性,将纤维素酶从反应体系中回收并重复利用非常困难.将纤维素酶负载到固体载体上是提高传统生物酶稳定性和可回收性的有效方法.固载纤维素酶在批生产处理和连续生产中比自由酶更具优势,可使生物酶催化剂从反应体系中分离出来变得容易和可操控.可以作为纤维素酶载体的物质有很多,例如浮石、静电纺丝的PAN纤维、纳米纤维膜、甲基丙烯酸甲酯共聚物和石墨烯等.一般来讲,任何含有表面功能基团从而提供了可以和纤维素酶形成强物理、化学作用的载体都可以采用.纳米尺寸的载体具有特殊性,一方面纳米颗粒提供了较大的比表面积从而可以拥有可观的负载能力,另一方面纳米颗粒可以轻易解决大颗粒载体应用中产生的反应底物和催化剂之间的扩散受阻问题.目前,纳米磁性颗粒已广泛用于负载蛋白质、多肽和生物酶.另外,用纳米磁性粒子作载体可方便地借助外加磁场实现生物酶催化剂的选择性分离回收,避免了传统载体所需的过滤或离心等单元操作,从而降低了生产成本,使生物酶催化技术实现连续化操作并用于规模化工业生产.本文通过水热法制备了颗粒均匀的纳米Fe3O4磁性颗粒,然后用3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)化学修饰,再用戊二醛作交联剂将纤维素酶通过键合作用负载到修饰后的磁性载体上,从而高效制备了一种可磁力回收的生物酶催化剂.采用透射电镜和X射线衍射表征了磁性纳米粒子、修饰后的磁性纳米粒子以及制备的生物酶催化剂的粒径、外观形貌和品格结构,用红外光谱验证了磁性纳米颗粒上固载化纤维素酶的存在,用热重分析了固载化酶和自由酶的热稳定性,计算了制备的生物酶催化剂负载量和磁性粒子含量.对影响负载酶活性的多种因素进行了考察,合适的负载温度和pH值分别为40℃和6.0,戊二醛最佳添加浓度为2.0％,适宜的固载时间为4h.在最优负载条件下得到的固载化生物酶的活性可以保持自由酶活性的99.1％.经过15次重复使用后,固定化酶活性仍能保持91.1％.将制备的生物酶催化剂用于玉米芯分解制葡萄糖反应,预处理后的玉米芯最大分解率可达61.94％.     

激光烧蚀-电感耦合等离子体质谱技术在材料表面微区分析领域的应用进展

激光烧蚀-电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)技术不仅可以对导体及非导体进行元素的成分含量分析,而且还可进行元素分布及涂层深度表面微区分析,故在元素分析领域引起广泛的关注。主要介绍了LA-ICP-MS的仪器装置及其表面微区分析理论,同时对LA-ICP-MS在钢铁、有色金属及半导体等材料科学领域中的元素分布及涂层深度表面微区分析应用进展情况进行回顾,与SEM/EDS(扫描电子显微镜/能谱仪)、EPMA(电子探针微区分析)、AES(俄歇电子能谱)等传统经典的表面分析方法的比较,LA-ICP-MS具有无需或很少样品制备、空间分辨率可调、多元素同时分析及灵敏度高等优点,目前LA-ICP-MS已成为这些经典表面微区分析工具强有力的补充。随着LA-ICP-MS分析技术进一步的发展与成熟,相信不久的将来越来越多的元素分析工作者会使用这一强有力的分析工具,它像LIBS(激光诱导击穿光谱)一样,将会成为元素分析领域非常耀眼的一颗新星。     

反相微乳液模板原位聚合制备纳米氯化银/聚甲基丙烯酸甲酯及其结构表征

用甲基丙烯酸甲酯(MMA)作油相,反相胶束微乳液作为模板,制备了纳米氯化银(AgCl)粒子,再进行原位聚合制备了纳米氯化银/聚甲基丙烯酸甲酯(AgCl/PMMA)复合材料.透射电镜(TEM)分析表明,纳米AgCl的尺寸为20～80 nm.扫描电镜(SEM)测试表明纳米AgCl粒子均匀地存在于PMMA基材中.红外分析证明,胶束中水和表面活性剂AOT的羰基在MMA聚合后微观环境发生变化,纳米粒子同聚合物之间有吸附行为.动态力学(DMTA)分析复合材料,发现纳米AgCl粒子与聚合物之间存在强烈相互作用,形成了中间相层(interphase layer),改变了聚合物的动态力学性能.     

LHAASO WCDA前端芯片批量测试系统的设计

LHAASO(Large High Altitude Air Shower Observatory)WCDA(Water Cerenkov Detector Array)要求其读出电子学实现大动态范围下精确的时间和电荷测量,为此设计了一款前端读出芯片PASC(Pre-Amplifier and Shaping Circuit) ASIC(Application Specific Integrated Circuit),即将用于LHAASO WCDA第三水池的读出。为了满足对此芯片大批量测试需求,设计了此ASIC测试系统,实现了对芯片时间和电荷性能的自动化测试。在介绍此芯片基本工作原理的基础上,讨论了测试系统的设计方案和基本结构,包括硬件电路设计和自动化测试软件设计。该测试系统已应用于LHAASO工程项目的芯片筛选并且已完成了100片芯片的测试工作,能够通过中央控制软件,与多台仪器通讯,进行仪器控制,完成自动化测试和数据记录。这一自动化测试方法,更适用于大动态范围下、高精度读出芯片的性能测试和评估,大大简化测试流程,尤其能够大幅提升批量测试中大量重复性测试步骤的工作效率。文中展示了基于此测试系统已完成的100片芯片的测试结果,结果表明,芯片各项性能参数满足LHAASO第三水池工程应用需求。     

沉积温度对等离子体化学气相沉积制备硅氧薄膜微结构的影响

利用13.56 MHz的射频等离子体化学气相沉积设备(RF-PECVD)在不同沉积温度(50~400 ℃)下制备了一系列氢化硅氧(SiO_x:H)薄膜材料,并研究了薄膜材料性能与微结构的变化规律。随着沉积温度的增加,薄膜内的氧含量(C_O)下降,晶化率(X_C)也下降,折射率(n)上升,此外,薄膜的结构因子(R)下降,氢含量(C_H)先上升后下降,由此在合适的中间温度下可以获得最大的氢含量。通过实验结果分析提出了不同沉积温度下制备硅氧薄膜的内在微结构模型:低温下沉积的硅氧薄膜是以氢化非晶硅氧(a-SiO_x:H)相为主体并嵌入氢化纳米晶硅(nc-Si:H)的复合材料,而在高温下沉积的硅氧薄膜则是以氢化非晶硅(a-Si:H)相为主体并嵌入越来越少的nc-Si:H相和a-SiO_x:H相的复合材料。由上可知,要制备太阳电池通常采用的晶化率X_C高、氧含量C_O高的氢化纳米晶硅氧(nc-SiO_x:H)材料,需要采用相对较低的沉积温度。