多晶硅太阳电池扩散工艺影响因素分析

工业生产中普遍采用液态三氯氧磷(POCl3)作为多晶硅太阳电池的扩散磷源。研究了各种工艺参数对扩散方块电阻的大小及均匀性的影响。结果表明:提高扩散温度、增加主扩散时间、减小再分布时间、增加小氮流量、减小大氮流量,可以减小方块电阻;合理设置炉管内的温度分布、适当增加大氮流量,可以改善方块电阻的均匀性;氧气流量对方块电阻影响不大。得到了一组优化的扩散工艺参数,测得方块电阻为55.1Ω/□,片内极差为5.6%,片间极差为3.1%。     

恒定直流功率负荷下多晶硅微电阻电阻一时间特性测量

利用数字式恒定功率测试系统（ＤＣＰＳ）对多晶硅微电阻进行恒定直流功率负荷下电阻随时间变化特性的测量实验。用标准ＣＭＯＳ工艺和后续的腐蚀工艺制成悬浮结构多晶硅微电阻。测试结果表明,在恒定直流功率条件下工作的微电阻的稳定性由临界功率Ｐ_（ｃｒｉ）值决定,当负荷于电阻上的恒定直流功率Ｐ≤Ｐ_（ｃｒｉ）时,电阻值在负荷时间内保持常量;当Ｐ＞Ｐ_（ｃｒｉ）时,电阻值随时间增加而增加。临界功率值决定于流过电阻的电流密度、电阻结构尺寸以及环境温度。计算得到多晶硅薄膜的临界电流密度为 １０~５Ａ／ｃｍ~２数量级,不同于集成电路中的多晶硅薄膜的相应数值。     

电镀铜薄膜界面结合强度及氧化性能的研究

镀层与基体的结合强度是衡量镀层与基体表面结合牢固程度的重要指标,也是其各项性能得以实现的重要前提.采用电镀方法在PI膜上制备了铜(Cu)薄膜,并研究了工艺参数与结合强度的关系.同时,依据Cu薄膜方块电阻随氧化时间的变化情况,得到氧化产物厚度与氧化时间的关系.结果表明:镀层结合强度随着电流密度、温度及pH值的增大均先增加而后逐步减小.在低温下铜薄膜的氧化符合指数规律,高温下符合线性规律,温度越高,铜的氧化速率越快.     

高方块电阻发射区对单晶硅太阳电池性能影响

研究通过提高发射区的方块电阻和采用合适的工艺技术,制备了性能优良的单晶硅太阳电池。采用丝网印刷技术制备了40Ω/□常规发射区和60Ω/□高方块电阻发射区单晶硅太阳电池并对其性能进行了分析研究。扩展电阻法分析表明:60Ω/□发射区的表面活性磷杂质浓度和结深比40Ω/□发射区的分别降低了12.8%和14.9%。尽管60Ω/□发射区太阳电池的串联电阻增加了0.141Ω/cm2导致填充因子下降了1.24%,但是短路电流密度和开路电压分别提高了1.31 mA/cm2和1.2 mV,最终转换效率仍然提高了0.4%。     

晶硅组件典型环境下服役性能与表面温度研究

研究了单晶硅和多晶硅光伏组件在广州、海南琼海和拉萨等典型环境条件下工作16个月后的外观、关键性能变化及表面温度分布规律。结果表明,所有单晶硅组件Pmax出现衰减,最大衰减幅度达到-8.9%,功率衰减源自电池片的短路、破片等缺陷;辐照量和大气温度对晶硅组件表面温度有显著影响,其中辐照量与组件表面温度成线性分布;接线盒是组件表面所有温度区域中最高处,在试验期间辐照量最大日和大气温度最高日的中午(12:00左右)达到最高值,50℃以上温度累积时间达3 h左右。     

电阻型分压器高压测试精度改进研究

采用电阻型分压器作为电压转换装置测量含静态过程以及动态阶跃过程的高压时,信号的高测量精度是高压测试的重要指标,而分压器高压臂电阻是影响测量精度的关键因素之一。提出使用低额定功率的电阻构成分压器装置以提高电压测试精度,并仿真了分析不同散热方式、不同绝缘介质条件下高压臂电阻温度变化情况,根据仿真结果提出通过主动冷却的方式降低电阻的初始温度,从而解决选择低功率电阻时的高温问题。实验结果表明,使用解决了高温问题的低功率电阻构成分压器可有效提高电压测量精度。     

碳化硅MOSFET特征参数随温度变化的比较研究

通过对Cree公司三代SiC MOSFET样品在-160~200℃温度下进行测试,提取出每代器件在不同温度下的阈值电压、导通电阻等特征参数。分析比较了三代产品阈值电压、导通电阻随温度的变化趋势,以及不同温度下导通电阻与栅极电压的关系。运用建立物理模型的方法,对三代产品阈值电压、导通电阻各组成部分与温度的关系进行了比较研究。解释了SiC MOSFET的阈值电压的温度变化率随产品更新而逐代降低的原因,是栅极SiO₂/SiC界面存在的陷阱密度在逐代地下降。通过TCAD仿真拟合转移特性随温度的变化,验证了新产品的界面态密度的降低,同时佐证了SiC MOSFET的技术水平在近几年有显著提升。     

基于物理冶金多晶硅太阳电池的磷扩散工艺

作为制备晶体硅太阳电池的核心技术,扩散后方块电阻的均匀性显得非常重要。通过对现有晶体硅太阳电池扩散工艺进行改进,提出一种间断性变温磷扩散工艺。此工艺应用于物理冶金多晶硅太阳电池制备中,所形成的p-n结表面杂质浓度低,杂质分布均匀,提高了硅片少子寿命和方块电阻的均匀性,有利于电子的收集,减少了太阳电池因复合造成的效率损失,从而提高电池片最终光电转换效率。与现有工艺相比,减少了三氯氧磷、干氧的使用量,缩短了工艺时间,节约了生产成本。     

中山大学光伏并网示范电站分析

光伏并网发电是光伏应用的主流。一方面,光伏并网发电不需要蓄电池,成本相对较低;另一方面,太阳能发电可以在白天用电高峰时给电网提供电能,缓解电力紧张。对单晶硅、多晶硅、CIGS三种类型小型光伏并网电站的年发电量,月发电量,天发电量,时段发电量和逆变器的情况进行了分析。单晶硅光伏电站每千瓦的年发电量最多,CIGS电站次之,多晶硅电站最少。在一年中的7至11月份,各类电站发电量与其它月份相比较多。9至11月份,CIGS电站发电量最多,一年的其它时间单晶硅光伏电站发电量最高。逆变器的行为符合供应商的效率说明。     

ITO薄膜温度传感器的研究

通过对ITO膜的合成及其温度传感器的样品制作,得出样品温度与方块电阻的关系和恒压下温度对电流的调制作用,并对正负温度系数的成因作了分析。     

几种太阳能电池组件比功率发电量的模拟与比较

介绍和比较了非晶硅和单、多晶硅太阳能电池组件的优缺点。针对它们在并网光伏发电系统中的应用,采用PVsyst软件对各种太阳能电池组件的比功率发电量进行模拟。结果表明,非晶硅太阳能薄膜电池板的比功率发电量大于单、多晶硅的比功率发电量。     

复杂工况下的电磁性能测量技术

针对电工材料供应商提供的磁性材料中电磁性能数据与实际数据有较大差距的问题,提出基于双爱泼斯坦方圈的加权测量法对复杂工况条件下硅钢片（30Q120）的电磁性能进行测量,即测量等效磁路长度、激磁伏安和硅钢片比损耗在不同频率和不同取样角度下的变化曲线,从而使仿真建模所使用的磁化曲线和损耗曲线更接近硅钢片真实的运行状态,增强仿真计算有效性。通过实验验证了等效磁路长度和硅钢片比总损耗在不同环境温度下的变化趋势,且所获实验结果对实际变压器铁心设计和变压器铁心综合损耗系数评价也具有参考价值。     

氧气分压和衬底温度对铝掺杂氧化锌透明导电薄膜性能的影响（英文）

通过直流磁控溅射法在玻璃衬底上制备了一系列铝掺杂氧化锌透明导电薄膜,研究了氧气分压和衬底温度对铝掺杂氧化锌透明导电薄膜的结构和光电性能的影响。X-射线衍射研究表明铝掺杂氧化锌薄膜是沿c-轴方向堆积的具有六方结构的多晶薄膜,实验获得的最佳沉积衬底温度和氧分压分别为400℃和5∶100(O_2/Ar),在该条件下制备的铝掺杂氧化锌薄膜具有较低的表面电阻(80Ω/sq)和较高的平均透过率(80%)。     

电机硅钢片的氧化绝缘工艺改进

针对硅钢片在受压状态下对氧化质量的影响,以及硅钢片在炉中位置对氧化质量的影响进行了一系列的实验和分析,通过对氧化加热方式的调整,氧化质量有了明显的改善,无论从外观和试片电阻都有了提高,对改善电机性能有了一定的作用。     

高功率组件热斑风险研究

基于光伏组件热斑原理,建立了光伏组件热斑温度模型,模拟不同高效技术组件热斑温度并设计实验评估其热斑温度。实验数据显示,同档位350 W半片多晶组件热斑温度较单晶PERC组件低20~30℃,大硅片半片多晶400 W与半片多晶350 W组件相比热斑温度相当。模拟结果与实验数据具有较好的吻合性,偏差在2%以内。数据显示大硅片半片多晶高效技术降低热斑风险,提高了光伏组件可靠性,为高功率组件热斑问题的解决提供了方向。     

一种采用取向硅钢片的新型同步磁阻电机

同步磁阻电机（SynRM）结构简单、稳定可靠,但转矩和功率因数偏低,在过载运行下转子导磁桥和定子齿等磁通流经关键位置的硅钢片会逐渐饱和,使得电机发热增多,输出转矩降低。本文提出一种新型同步磁阻电机(NSynRM),通过在电机转子导磁桥表面增加使用取向硅钢片以及在定子齿部替换使用取向硅钢片来解决原电机中磁密饱和带来的问题。同原电机中的硅钢片相比,取向硅钢片在轧制方向具有高磁导率和高饱和磁密的特点,因此在新型同步磁阻电机中使取向硅钢片轧制方向沿着直轴磁场流通方向,能够使磁通沿着取向硅钢片顺利流通,增加电机的抗饱和能力。计算结果表明,新型同步磁阻电机在过载运行条件下,具有更大的转矩和功率因数,能有效降低电枢绕组温升,提高能量利用率。电机的电磁性能计算通过有限元软件完成。     

基于PLC的多晶硅热分解炉监控系统设计

根据某多晶硅生产厂热分解工段的工艺流程及控制要求,设计了一套热分解炉控制系统;针对硅烷法生产多晶硅时分解反应需极高安全性,介绍了多晶硅生产的主要设备,分析了系统硬件构成及软件控制流程;提出了将PLC与工业以太网技术相结合,通过组态软件实现上位机监控的系统,并在工艺要求下,实现热分解炉温度PID控制;经试运行及实际生产表...     

Long-term strength determination for cooled blades made of monocrystalline superalloys

For the manufacture of blades for modern gas-turbine installations, monocrystalline alloys are used. Traditional methods for the calculation of stressed-deformed state and safety factors for these alloys developed and verified for polycrystalline materials need to be adjusted. This paper deals with methodological principles for an approach to the solving of the problem concerning a finite-element determination of the long-term static strength for cooled monocrystalline blades employed in gas-turbine installations based on the use of two different models (phenomenological and micromechanical) considering the inelastic deformation of monocrystalline superalloys. An analysis has been performed for the distribution of Schmid factors in the spherical triangle for primary and secondary octahedral and cubic slip systems. Calculations are performed using Larson–Miller’s parametric dependences taking into account the crystallographic orientation of the material. A determination procedure for the anisotropy coefficients of long-term strength is described based on data for different orientations. A comparative analysis of the results of finite-element calculations made using phenomenological and micromechanical (crystallographic) creep models for the long-term static strength of cooled monocrystalline blades used in a gas-turbine engine has been performed. It is shown that the location of the most loaded sections of such a blade coincide with the results of calculations according to these models. It has been found that the micromechanical deformation model results in the obtaining of the most conservative estimate for the long-term strength of turbine blades made of monocrystalline alloys. It is shown that the calculations using models for materials with isotropic properties can produce considerable errors in determining the durability of the blades. The possibility is considered for using 1D-, 2D-, and 3D-models for turbine monocrystalline blades in the determination of their durability parameters.     

Y3系列三相异步电动机设计--冷轧硅钢片铁心压装

Y3系列异步电动机是采用冷轧硅钢片作为导磁材料而设计的一般用途低压三相笼型异步电动机基本系列.由于冷轧硅钢片与热轧硅钢片在机械性能上有所不同,故其在冲剪、压装等制造工艺上与热轧硅钢片有所不同.本文通过一系列试验,对冷轧硅钢片铁心叠压中的有关工艺问题进行了研究.     

智能变电站热缺陷无线检测远程监控系统设计

为了提高变电站电气设备运行测控水平,利用单晶硅太阳能电池及半导体温差发电模块为无线测温传感器持续提供电能,并对智能变电站高压设备的温度进行实时采集和处理。监控程序使用VC++.NET开发;图像的压缩及传输采用屏幕分格方法及霍夫曼压缩算法。实验结果表明:该系统能够实现变电站设备热缺陷的无线检测与远程实时监控、图像的无损压缩与实时传输:同时解决了连续阴雨天太阳能电池效率下降时变电站发热故障不能及时报警的问题。该系统为变电站高压设备发热的智能监控提供了技术支撑。