多晶硅表面金属催化化学腐蚀法制绒研究现状

在多晶硅太阳能电池的生产过程中, 金刚线切割技术(Diamond wire sawn, DWS)具有切割速度快、精度高、原材料损耗少等优点, 受到了广泛关注。金刚线切割多晶硅表面形成的损伤层较浅, 与传统的酸腐蚀制绒技术无法匹配, 金属催化化学腐蚀法应运而生。金属催化化学腐蚀法制绒具有操作简单、结构可控且易形成高深宽比的绒面等优点, 具有广阔的应用前景。本文总结了不同类型的金属催化剂在制绒过程中的腐蚀机理及其形成的绒面结构, 深入分析和讨论了具有代表性的银、铜的单一及复合催化腐蚀过程及绒面结构和电池片性能。最后对金刚线切割多晶硅片表面的金属催化化学腐蚀法存在的问题进行了分析, 并展望了未来的研究方向。     

Investigation on thermal conductivity and mechanical properties of Si3N4 ceramics via one-step sintering

High thermal conductivity Si₃N₄ ceramics were fabricated using a one-step method consisting of reaction-bonded Si₃N₄ (RBSN) and post-sintering. The influence of Si content on nitridation rate, β/(α+β) phase rate, thermal conductivity and mechanical properties was investigated in this work. It is of special interest to note that the thermal conductivity showed a tendency to increase first and then decrease with increasing Si content. This experimental result shows that the optimal thermal conductivity and fracture toughness were obtained to be 66 W (m K)^-1 and 12.0 MPa m^1/2, respectively. As a comparison, the nitridation rate and β/(α+β) phase rate in a static pressure nitriding system, i.e., 97% (MS10), 97% (MS15), 97% (MS20) and 8.3% (MS10), 8.3% (MS15), 8.9% (MS20), respectively, have obvious advantages over those in a flowing nitriding system, i.e., 91% (MS10), 91% (MS15), 93% (MS20) and 3.1% (MS10), 3.3% (MS15), 3.3% (MS20), respectively. Moreover, high lattice integrity of the β-Si₃N₄ phase was observed, which can effectively confine O atoms into the β-Si₃N₄ lattice using MgO as a sintering additive. This result indicates that one-step sintering can provide a new route to prepare Si₃N₄ ceramics with a good combination of thermal conductivity and mechanical properties.     

铌对取向硅钢冷轧组织织构的影响

采用光学显微镜(OM)、电子背散射衍射(EBSD)等研究了铌对取向硅钢冷轧过程中的组织与织构的影响。结果表明:含铌正火板和不含铌正火板经冷轧后都是条带状组织,但含铌冷轧板在宽度方向更窄。铌元素的存在对织构也具有优化作用,经过中间退火后,含铌冷轧板二次冷轧织构得到明显改善,相较于不含铌二次冷轧板拥有强度较低的旋转立方织构以及强度较高的{111}<112>织构,其取向密度最高可达12.460。     

硅量子点荧光传感器快速检测鲜奶中的四环素

建立以硅量子点(silicon quantum dot,SiQDs)为荧光传感器快速检测四环素的新方法,以N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷为硅源,柠檬酸为还原剂,采用水热法合成SiQDs;通过透射电镜(transmission electron microscope,TEM)和光谱分析法研究其形貌结构和光学特性;利用四环素能有效地猝灭SiQDs荧光,构建荧光传感器用于四环素检测。结果显示,所制备的SiQDs呈球形、稳定性高,水溶性好。在优化的实验条件下,方法的线性范围为0.05~90μmol/L,检出限为18 nmol/L,用于生鲜牛奶样品测定,加标回收率为92.36%~104.07%。该方法简便、快速、灵敏,适于鲜奶中四环素的准确测定。     

多层圆片级堆叠THz硅微波导结构的制作

基于微电子机械系统(MEMS)工艺,提出一种多层圆片堆叠的THz硅微波导结构及其制作方法。为了验证该结构在制作THz无源器件中的优势,基于6层圆片堆叠的硅微波导结构,设计了一种中心频率365 GHz、带宽80 GHz的功率分配/合成结构,并对其进行了仿真。研究了制作该结构的工艺流程,攻克了工艺过程中的关键技术,包括硅深槽刻蚀技术和多层热压键合技术,并给出了工艺结果。最终实现了多层圆片堆叠功率分配/合成结构的工艺制作和测试。测试结果表明,尽管样品的插入损耗较仿真值增加3 dB左右,考虑到加工误差和夹具损耗等情况,样品主要技术指标与设计值较为一致。     

Fe基非晶合金增强1060铝基多层复合材料的组织与性能

采用累积叠轧焊+中间退火法复合轧制1060Al/Fe基非晶多层铝合金复合板材。利用光学显微镜、扫描电镜、X-衍射分析仪以及拉伸试验机分析Al基复合材料的微观组织结构变化、断口形貌、物相组成以及力学性能。结果表明:Fe基非晶复合材料的增强体在300 ℃中间退火过程中发生部分晶化,在累积变形轧制过程中发生破碎,并随着变形道次的增加,破碎程度随之增大;复合板前6道次的累积轧制变形出现了明显的加工软化现象,并且随着变形道次的增加,其加工软化的效果愈明显;随着累积轧制变形道次增加,Al基复合材料的力学性能发生了明显的变化,第2道次轧制变形后屈服强度与抗拉强度达到了最大值为140 MPa和156 MPa,伸长率为5.53%,达到最佳综合性能。     

介孔分子硅剂改善茶浓缩膜结构特性应用研究

为有效提高功能性茶浓缩反渗透膜的回收效率和抗污性能,探究了3种介孔分子硅材料(MCM-41、SBA-15和MCFs)对浓缩膜面聚酰胺层聚合形成过程的结构影响。结果表明,添加质量分数0.02%经磺化预处理的MCM-41于间苯二胺水相可接枝酰氯基团,形成的聚酰胺结构层峰谷粗糙跨度仅为220 nm且交联紧致,膜抗拉伸强度增加37.8%;SBA-15和MCFs相膜面峰谷跨度达500~780 nm,横向褶皱和团聚,结构存在孔道塌陷;改性膜在3 h内对茶多酚、茶多糖、茶蛋白即可达到最大浓缩度,减少50%浓缩时间;MCM-41和SBA-15膜长时间运行的浓缩降率仅为2.8%~6.1%,48 h下降率比显示改性膜达标使用时长增加112.5%~137.5%,亲水性和抗污堵能力均大幅提升,可有效满足功能化茶浓缩精度。     

一种分散在多孔碳上的碳包覆硅负极的制备及应用

硅负极具有高比容量的显著优势,其理论比容量（4 200 mA∙h/g）达到传统石墨负极的10倍以上,被认为是锂离子电池最有潜力的负极之一。然而,硅负极存在导电性较差、充放电过程中体积膨胀巨大等诸多问题,导致其循环性能较差,限制了大规模实际应用。本文提供了一种高性能硅负极的制备方法及应用,通过将硅负极分散在多级孔碳中,连同黏结剂聚丙烯腈涂覆在集流体上,再对极片进行热处理实现聚丙烯腈碳包覆,有效提高电极的整体导电性并能为巨大的体积变化提供空间,从而提升硅负极的大倍率性能和循环稳定性。