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.     

氮掺杂石墨烯与g-C3N4二维异质体对纳米Fe2O3光催化剂的复合改性

使用相分离的水解-溶剂热法制备了α-Fe₂O₃纳米粒子, 通过简单的湿化学法实现了质量分数为3%的石墨烯、 氮掺杂石墨烯和g-C₃N₄ 3种二维异质体对纳米α-Fe₂O₃的复合改性, 并比较了3种二维异质体对α-Fe₂O₃光催化活性的影响. 结果表明, 在光催化还原二氧化碳和降解液相苯酚过程中, 二维异质体的复合均提高了纳米α-Fe₂O₃的光催化活性, 氮掺杂石墨烯对α-Fe₂O₃的改性效果优于石墨烯, 其中g-C₃N₄对α-Fe₂O₃的改性效果最优. 通过表面光电压谱、 光电化学及羟基自由基等测试, 确认二维异质体的复合改性主要通过促进纳米α-Fe₂O₃的光生电荷分离和提高活性中间组分(羟基自由基)的含量提高纳米α-Fe₂O₃的光催化活性.     

利用AFORS-HET对P型HIT太阳电池的模拟优化

运用模拟软件AFORS-HET对TCO/a-Si∶ H(n)/a-Si∶ H(i)/c-Si(p)/Ag结构的异质结(HIT)太阳电池进行仿真,分析其光伏输出特性随发射层掺杂浓度、晶硅衬底掺杂浓度、透明导电氧化物薄膜(TCO)的选择以及TCO功函数的变化规律.结果显示,当发射层掺杂浓度大于1.0×1020 cm-3,晶硅衬底掺杂浓度大于1.2×1016 cm3,以ZnO为TCO层且ZnO的功函数低于4.4 eV时,电池的开路电压、短路电流密度、填充因子及电池转换效率达到最优值,光电转换效率最高达到19.18;.     

基于满意度函数的多响应稳健优化模型及实证研究

针对传统的综合满意度模型在研究多响应时较少考虑噪声因素的问题,本文通过引入噪声因素对传统的满意度模型实施改进,进行多响应稳健优化分析。首先,构建包含可控因素和噪声因素的多质量特性的响应曲面模型;其次,借助传统综合满意度模型的构建方法,将多质量特性的响应曲面模型整合为改进的满意度模型;最后,将信噪比作为衡量改进的满意度模型稳健优化的指标,得到稳健优化的参数组合。实证研究表明:构建同时包含可控因素和噪声因素的改进的满意度模型是可行的,在此模型的基础上利用信噪比能够有效地找到多响应稳健优化的参数组合。     

ZnO/PPy异质纳米复合材料的制备、表征及其气敏特性

室温下, 采用原位聚合法, 以吡咯(PY)为单体, 氯化铁(FeCl₃·6H₂O)为氧化剂, 在塑料基片上聚合生长了聚吡咯(PPy)纳米微球. 然后在聚吡咯基片上生长ZnO种子, 将表面种有ZnO种子的PPy元件置于六次甲基四胺与硝酸锌的混合溶液中, 90 ℃水浴中, 在PPy微球上生长了ZnO纳米棒, 合成了PPy/ZnO异质纳米复合材料. 分别通过X射线衍射仪(XRD)和场发射扫描电镜(FESEM)对PPy/ZnO异质纳米复合材料的结构和形貌进行了表征. 制备了塑料基的PPy/ZnO异质纳米复合材料气体传感器, 在室温下, 对10×10^-6-150×10^-6 (体积分数)浓度范围的氨气进行了气敏测试, PPy/ZnO气敏元件对氨气响应的灵敏度基本呈线性关系, 且对甲醇、丙酮、甲苯等有机气体表现出很好的选择性. 最后, 对PPy/ZnO异质纳米复合材料的形成机理进行了简要分析.     

使用者的社会因素对地下商业街主观响度和声舒适度影响的调查研究

前人研究表明主观响度和声舒适度由实际环境中的众多因素决定,而不是仅受声压级的影响。本文在对地下商业街声场和声源特性进行调查与分析的基础上,针对使用者的社会因素对主观响度和声舒适度的影响,在哈尔滨的几个典型地下商业街进行了大量问卷调查,并运用相关统计方法对结果进行了分析。研究表明,收入和职业与主观响度存在相关性,相关系数在0.1～0.4之间,学历、收入和职业与主观声舒适度亦存在相关性,相关系数在0.1～0.6之间。虽然性别对主观响度和主观声舒适度无显著性影响,但是女性对这两者的主观感觉评分范围比男性宽。年龄段与主观响度和声舒适度的相关性不显著,但是不同地下商业街有的年龄段对主观响度和声舒适度的感受有区别。职业对于主观声舒适度的影响的本质是源于收入和学历对于主观声舒适度的作用,并且收入对于主观声舒适度的影响要大于学历的影响。这些结果可以增加对地下商业街声景的了解,并且为建立地下商业街声景预测模型提供了基础。     

界面缺陷态密度与衬底电阻率取值对硅异质结光伏电池性能的影响

在异质结前界面缺陷态密度Dit1和异质结背界面缺陷态密度Dit2均取不同值时,对p型单晶硅(c-Si(p))为衬底的硅异质结太阳电池的衬底电阻率ρ与电池性能的关系进行了数值研究.结果表明:衬底电阻率的最优值ρop取决于前界面缺陷态密度Dit1,且ρop随着Dit1的增大而增大;当ρρop时,背界面缺陷态密度Dit2对衬底电阻率的可取值范围具有较大影响,Dit2越大衬底电阻率的可取值范围越小.     

Polar interface and surface optical vibration spectra in multi-layer wurtzite quantum wires： transfer matrix method

The polar interface optical （IO） and surface optical （SO） phonon modes and the corresponding Froehlich electron phonon-interaction Hamiltonian in a freestanding multi-layer wurtzite cylindrical quantum wire （QWR） are derived and studied by employing the transfer matrix method in the dielectric continuum approximation and Loudon＇s uniaxial crystal model. A numerical calculation of a freestanding wurtzite GaN/AlN QWR is performed. The results reveal that for a relatively large azimuthal quantum number m or wave-number kz in the free z-direction, there exist two branches of IO phonon modes localized at the interface, and only one branch of SO mode localized at the surface in the system. The degenerating behaviours of the IO and SO phonon modes in the wurtzite QWR have also been clearly observed for a small kz or m. The limiting frequency properties of the IO and SO modes for large kz and m have been explained reasonably from the mathematical and physical viewpoints. The calculations of electron-phonon coupling functions show that the high-frequency IO phonon branch and SO mode play a more important role in the electron phonon interaction.     

1550nm波长PNP型InGaAsP-InP异质结晶体管激光器材料设计与外延生长

基于器件模拟仿真,设计了一种PNP型1.5μm波长多量子阱InGaAsP-InP异质结晶体管激光器材料外延结构,并采用金属有机化学气相沉积外延生长.其中基区采用N型Si掺杂.因为扩散系数小,比较P型Zn搀杂具有较高的稳定性,因而较NPN结构外延材料容易获得高质量的光学有源区.由于N型欧姆接触比P型容易获得,基区搀杂浓度可以相对较低,有利于减小基区光损耗和载流子复合,从而获得较低的阈值电流和较高的输出光功率.所获得的外延材料呈现较高光-荧光谱峰值和65.1nm较低半峰宽.测试结果显示了较高的外延片光学质量.     

在物理教学中如何体现第三维教学目标

在当今教学改革中,把情感、态度、价值观提升为一个维度的教学目标,说明态、情感对学生成长起着很重要的作用,态度的情感因素是伴随着认知因素产生的情绪和情感,学生的各种智力活动只有在情绪高涨的氛围中进行,才能收到预设的效果．