铜铟镓硒薄膜太阳电池研究进展和挑战

铜铟镓硒(Cu（In,Ga）Se₂,CIGS)太阳电池产业化受到全世界广泛关注。作为高转换效率薄膜电池,其效率可与晶硅电池相比,目前最高效率达到23.35%。对于小面积实验室电池而言,研究重点是精确控制吸收层的化学计量比和效率;对于工业化生产而言,除化学计量比和效率外,成本、重现性、产出和工艺兼容性在商业化生产中至关重要。重点介绍了不同制备工艺、吸收层组分梯度调控、碱金属后沉积处理、宽带隙无镉缓冲层、透明导电层和柔性衬底等研究进展。从CIGS电池的效率来看,将实验室创纪录的高效电池技术转移到平均工业生产水平带来显而易见的挑战。     

原子层沉积低温生长α-MoO3薄膜

以六羰基钼和氧气为前驱体,通过等离子增强原子层沉积技术（PE-ALD）在硅基片上实现了α-MoO₃薄膜的低温制备。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、原子力显微镜、X射线光电子能谱仪等手段对薄膜的晶体结构、表面形貌及薄膜成分进行表征和分析。研究发现衬底温度和氧源脉冲时间对MoO₃薄膜的晶体结构和表面形貌变化起关键作用。当衬底温度为170℃及以上时所制备的薄膜为α-MoO₃;适当延长ALD单循环中的氧源脉冲时间有利于低温沉积沿（0k0）高度择优取向的MoO₃薄膜。根据对不同厚度MoO₃薄膜表面的原子力显微图片分析,MoO₃薄膜为岛状生长模式。     

三维显微图像的分辨率评估方法及应用

现有分辨率评估方法,如瑞利判据、阿贝判据、半峰全宽方法等都具有一定的应用局限性。本文采用基于切片傅里叶壳层相关(sFSC)的频域分辨率评估方法来评估系统的实际成像能力,该方法对分辨率的评估结果仅取决于图像质量,不受系统成像理论的影响,是一种客观、直接的计算方法。它将傅里叶壳层分成楔形壳层对,每个选择器都是一对镜像楔形,以改善由三维荧光成像各向异性带来的分辨率评估问题。实验结果表明,sFSC可作为一种无参考三维图像分辨率评估方法,且利用sFSC方法的分辨率结果所拟合的三维高斯点扩展函数(PSF)进行图像反卷积操作,能有效恢复图像纹理细节,提高图像信噪比,且相比于其他PSF估计方法,sFSC方法具有更好的性能。     

1 532 nm全光纤Er/Yb共掺杂激光器

近年来,相干探测激光雷达是测量远距离低空风切变的有效手段,1.6 μm波段固体激光器以其人眼安全、探测器件成熟等优势成为相干雷达主要光源。其增益介质Er:YAG晶体在1532 nm波段有较强的吸收峰,但吸收谱较窄,因此通过使用1 532 nm光纤激光器进行谐振泵浦可以有效提高晶体输出效率。为此,文中以Er/Yb双包层光纤为增益介质,1532 nm光纤光栅为反射腔镜,976 nm半导体激光器为泵浦源,实现了全光纤化1532 nm激光输出。输出激光最大功率73.44 W,波长可调谐范围为1531.35~1532.14 nm,波长谱宽为0.06 nm,x和y方向的光束质量M2分别为1.38和1.26,是1.6 μm固体激光器的理想泵浦源。并采用此激光器泵浦Er:YAG非平面环形腔获得1.3 W单频激光输出,斜率效率为31.76%。     

测定外延层电阻率的面接触方法研究

评论了美国科学家C.C. Allen等于1966年发表的“测定外延层电阻率的点接触方法”之论文的局限性,从而提出了本方法。本方法从理论上解一维Poisson方程并与C.C。Allen法的公式相比较,获得某些公式。文中导出了面接触方法雪崩击穿电压V_(Ba)~∞(V)及点接触方法雪崩击穿电压V_(Bp)~∞(V)的比值为V_(Ba)~∞=0.456;同时还导出了点接触方法外延层耗尽层宽度为t_(min p)(μm)和面接触方法外延层耗尽层宽度t_(mina(μm)的比值为t_(minp)/t_(mina)=2.565。在实践上,为证实两种模型的功能,利用两种探针进行了对比测试。一种是通常被采用的点接触锇尖探针:另一种是利用φ0.8±0.1mm的银针,在银针顶上吸上φ0.4±0.1mm的汞球,以实现面接触。理论和实验吻合良好。     

制备方法对WO_3/ZrO_2结构的影响

用XRD、比表面测定、LRS定性和定量的方法对用Zr（OH）4和已晶化的ZrO2作载体制得的两类WO3／ZrO2催化剂进行了表征．揭示了样品比表面、载体物相、活性组分的存在状态与制备方法、WO3含量、焙烧温度之间的关系．结果表明，WO3能单层分散在ZrO2上；单层覆盖在Zr（OH）4上的WO3使载体在焙烧时晶粒生长受阻，形成介稳的四方ZrO2，并阻止载体微粒间的烧结，使从Zr（OH）4出发制得的WO3／ZrO2比表面明显增大，在WO3含量达到单层分散容量时以上作用表现得最充分；WO3与Zr（OH）4（或四方ZrO2）在高温（～800℃）可能发生了某种化学结合，开创出超强酸位．用以上观点可对文献中已报导的主要实验事实作出较满意的解释.     

四足配体铽配合物-蒙脱土超分子复合发光材料的插层组装、表征和性质研究

用两种方法分别将四足配体铽配合物[TbL（NO3）]^2＋和[TbL]^3＋插层组装到了蒙脱土（MT）层板间，制备出超分子复合发光材料[TbL（NO3）^2＋-MT和[TbL]^3＋-MT。方法一：通过离子交换反应让配离子[TbL（NO3）]^2＋取代钠＋基蒙脱土（Na-MT）中的Na^＋离子，插层组装到蒙脱土层板间。方法二：用配体L与铽基蒙脱土（Tb-MT）反应，使配体插入蒙脱土层板间与Tb^3＋离子配位。用元素分析、XRD，FT-IR,UV-vis和热分析对材料进行了表征，并对其荧光性质进行了研究。结果表明，复合材料保持了蒙脱土良好的层柱结构特征，其层间距d001值与插层配离予的直径吻合较好，配离子以单层形式分布于蒙脱土层板间，复合材料中配合物的热稳定性有明显提高。在紫外光激发下，复合材料发出较强的Tb^3＋特征荧光，其发射光谱与相应配合物的发射光谱很相似；复合材料中配合物的相对荧光强度较相应纯配合物有明显提高。荧光寿命较长；配合物的激发波长向可见光区发生位移，说明插层组装实现了对配合物激发波长的调制作用。