掺硼纳米硅颗粒的脉冲放电制备及测试分析

以掺硼硅锭(电阻率0.01Ω·cm)作为原材料,在液体介质中采用脉冲放电法制备出掺硼纳米硅颗粒。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、纳米粒径电位分析(PSDA)、原子发射光谱(ICP-OES)等测试手段对获得的产物进行测试分析,绝大部分纳米硅颗粒尺寸集中在30~60 nm,其硼含量的质量分数为19×10-4%。在此基础上,将制备纳米硅颗粒配制为质量分数为15%的纳米硅浆料,通过丝网印刷在太阳硅片上,经850℃高温烧结后,硅片表面方阻可由100Ω□/降到30Ω□/。     

纳米流体导热系数的影响因素分析

采用"两步法"制备质量分数为0.5%、1.0%、2.0%和4.0%的Cu-乙二醇纳米流体,添加了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和十二烷基苯磺酸钠(SDS)作为表明活性剂。利用Hot Disk 2500s热常数分析仪测试Cu-乙二醇纳米流体导热系数,在分析温度和颗粒浓度对其导热系数的影响基础上,重点研究了两种不同表面活性剂及添加量对纳米流体导热系数的影响。结果表明:Cu-乙二醇纳米流体的导热系数随质量分数的增大而增大,随温度的升高而增大。添加了PVP的纳米流体导热系数随PVP的添加量增加呈先增加后减小的趋势,但添加了SDS的纳米流体的导热系数小于无表明活性剂时纳米流体导热系数。适当的纳米颗粒浓度与PVP表面活性剂浓度比例,对提高Cu-乙二醇纳米流体的导热系数有帮助。     

二元氯化物熔盐纳米流体在方腔内熔化过程的数值模拟

在熔盐中添加微纳颗粒形成纳米流体是一种强化熔盐储热材料热物性的有效方法。本工作利用Fluent软件对二元氯化物熔盐(52NaCl-48CaCl₂,摩尔分数)及其掺杂Mg的纳米流体在二维正方形腔体内的熔化过程进行了数值模拟,分析了熔盐在方腔内的熔化过程以及纳米颗粒的掺杂对腔体内熔盐熔化过程的影响。结果表明,在熔盐及其纳米流体的整个熔化过程中,主要传热形式经历热传导-自然对流-热传导三个阶段。纳米颗粒的掺杂增加了熔盐的传热速率,缩短了熔盐熔化过程所用的时间。与纯二元氯化物熔盐相比,掺杂1%(质量分数)和2%Mg的熔盐纳米流体的熔化时间分别缩短了11.34%和19.92%,固液转变时间分别缩短了33.3%和43.0%。     

耐磨损防护用FeCrMoCBSi系非晶涂层的性能研究

设计了5种不同硅硼含量的FeCrMoCBSi系粉芯线材,利用电弧喷涂技术制备涂层,对涂层的相组成、非晶相含量、非晶相稳定性、微观组织结构及涂层截面的显微硬度进行了研究和分析,测试了涂层在500℃时的耐磨粒磨损性能。结果表明:硅硼含量的调整使得涂层中的非晶相含量在47%到65.1%之间变动,却未引起涂层晶化温度的变化。随着涂层中非晶相含量的增加,涂层的显微硬度和耐磨粒磨损性能随之提高。其中,6%原子分数的硅元素和12%原子分数硼元素的添加的涂层中的非晶相含量最高,为65.1%,其晶化温度为853K,截面显微硬度平均值为1 302.1HV0.1,测试10h的相对耐磨性为GCr15轴承钢球的5.2倍。     

太阳电池丝网印刷工艺中网板单边抬头功能对印刷质量的提升

通过介绍丝网印刷工艺中网板单边抬头功能保证浆料脱离角度和速度的一致性,进而提升电池片印刷质量。     

纳米流体稳定性及其导热性能研究

为了探究影响纳米流体稳定性和导热系数的因素,采用一步法和两步法分别制备了SiO_2-EG/DW(50∶50)纳米流体和SiO_2-EG纳米流体,探讨团聚体等效直径对纳米流体稳定性的影响。基于瞬态热线法的原理,测量一步法纳米流体的导热系数,分析温度和纳米颗粒质量分数对其导热系数的影响。结果表明:相比一步法制备的纳米流体,两步法纳米流体内团聚体的沉降速度增加了10~3倍,团聚体等效直径对纳米流体稳定性具有关键性的影响。纳米流体导热系数与温度和纳米颗粒质量分数呈线性正相关,纳米流体质量分数为15%时,80℃的样品导热系数相比40℃时提高了5.2%;60℃时,质量分数6%的纳米流体导热系数相比基液提高了6.4%;质量分数增加到15%时,导热系数相比基液提高了15.8%。     

The enhancement on heat capacity of nitrate salt heat storage materials by doping SiO2 nanoparticles

多元混合硝酸盐作为高温传热流体在聚光式太阳能热发电系统中具有良好的应用前景。本工作利用水溶液法,在具有较低熔点的NaNO₃-KNO₃-LiNO₃三元共混合硝酸盐中掺入SiO2纳米颗粒,有效地提高了混合硝酸盐储热材料的比热容,其中掺入较低质量分数（0.0625%）的纳米颗粒比掺入较高质量分数（1%、0.25%）的纳米颗粒能获得更高的比热容。利用聚乙烯吡咯烷酮（Polyvinylpyrrolidone,PVP）作为分散剂,增强了SiO2纳米颗粒在硝酸盐中的分散性,有效地缓解了制备过程中纳米流体中纳米颗粒的团聚。同时,本工作还研究了纳米颗粒的团聚对其增强比热容效果的影响,并通过使用分散剂,进一步提高了硝酸盐储热材料的比热容。最终结合上述关系,引入界面热阻和半固体层模型,讨论了掺入纳米颗粒增强硝酸盐储热材料比热容的机理。     

水掺杂对臭氧基原子层沉积二氧化硅钝化特性研究

该文主要研究水掺杂对臭氧基原子层沉积二氧化硅薄膜的影响。通过在臭氧中掺杂少量水作为混合氧化剂,有效降低了原子层沉积二氧化硅薄膜内部碳和氮杂质元素的含量,并提高其成膜速率及薄膜质量;同时,水的掺杂还能够适当提高二氧化硅薄膜内部及其与硅界面处的氢元素浓度,使其具有更强的氢钝化效果。臭氧中掺杂水制备的二氧化硅薄膜能够在较低的退火温度下获得较高的钝化性能;而固定正电荷密度较臭氧制备的二氧化硅薄膜显著降低。     

水基碳纳米管纳米流体在室外自然条件下的光热性能研究

通过两步法制备碳纳米管水基纳米流体,进行不同浓度纳米流体的光吸收特性和光热转换特性研究。结果表明:在去离子水中添加少量碳纳米管能显著提高对光的吸收性能;当纳米流体质量分数达到0.1%时,对光基本表现出不可透过性;纳米流体的光热转换效率随着质量分数的增加而降低,最高为37.31%。     

晶体硅太阳电池选择性扩散的研究

该文主要介绍一种制造太阳电池的选择性扩散新工艺,采用印刷电极的方法在硅片上的电极位置印刷高 磷浆料,然后在整个硅片表面喷涂一层浓度较低的磷源,放入高温炉中扩散后形成电极下具有较高的表面掺杂浓 度(-1020／cm3),电极间具有相对较低的表面掺杂浓度(-1019／cm3)。这样在电极下及具附近将构成一个浓度差结。 这种发射极结构有利于减小发射区复合电流、提高短波响应、作好欧姆接触和提高太阳电池的开路电压等优点。     

Influence of carbon nanotubes and nano-alumina on the thermal performance of nitrate phase change materials for thermal storage

硝酸熔融盐具有良好的热物性能,在聚光太阳能发电技术中得到广泛运用,通过提高熔盐的比热容,可以提高其蓄热能力。将硝酸锂、硝酸钾和硝酸钠以共晶比52：30：18制备硝酸盐储热材料,通过添加纳米氧化铝颗粒及碳纳米管研究其对熔融盐比热的影响。通过超声振动和蒸发在硝酸熔融盐中加入纳米氧化铝颗粒和碳纳米管。采用直接合成法制备含纳米氧化铝和碳纳米管分别为0.06%、0.5%、1%和2%的硝酸盐纳米流体。通过SEM观察了纳米氧化铝颗粒及碳纳米管在硝酸盐中的分散性,当纳米氧化铝颗粒浓度为1%时发生团聚,这种团聚会影响纳米流体的比热容。碳纳米管添加量小于2%时分散性好。通过差示扫描量热仪（DSC）测量了硝酸盐纳米复合材料的比热容,纳米氧化铝浓度为1%的硝酸盐纳米流体在固态（110℃）和液态（140℃）下分别是纯硝酸盐比热容的1.44倍和3.48倍。CNTs浓度为1%的硝酸盐纳米流体在固态（110℃）和液态（140℃）下分别是纯硝酸盐比热容的5.07倍和4.17倍。DSC结果表明当纳米颗粒浓度大于1%时,纳米流体的比热降低。本研究讨论了提高纳米流体比热容的机制,得到硝酸盐比热容的增加与纳米颗粒的高比表面积和高能量相关。     

Ag催化化学腐蚀多晶绒面的制备及其特性研究

该文采用液相两步法成功制备出具有高质量性能的黑硅绒面。当Ag粒子沉积时间为10 s、AgNO_3浓度为0.01 mol/L,H_2O_2浓度为0.9%,黑硅刻蚀时间为120 s时,硅片绒面反射率最小为5.47%;Ag粒子去除阶段,采用碱洗方式去除残余银颗粒的效果要优于酸洗;黑硅纳米绒面重塑阶段,时间控制在90 s时纳米锥大小一致、均匀度最优。     

晶体硅太阳电池无铅正银电极性能研究

制备不同Bi_2O_3、TeO_2含量的Bi-Te系无铅玻璃粉,将制备的各组玻璃粉、银粉、有机载体等按相同配方配制正银浆料,通过丝网印刷、烧结工艺制作硅太阳电池正银电极,研究玻璃成分对正银电极性能的影响。通过热重-差热法(TGA-DSC)分析正银浆料在热处理过程中发生的化学反应,首次提出Bi-Te正银浆料在610℃附近发生吸热反应并有失重产生,该反应直接影响银/硅接触面处银微晶的形成。通过扫描电子显微镜(SEM)分析电池烧结后正银栅线和银/硅接触面的微观结构。     

银粉对硅太阳电池正银电极性能的影响

利用不同性能的银粉配制正银浆料,通过丝网印刷、烧结工艺制作硅太阳电池,研究银粉粒径、形貌和结晶性等对硅太阳电池正银的丝网印刷性能和电池转换效率等性能的影响。用扫描电镜(SEM)分析正银栅线电极的微观结构及烧结后Ag-Si界面处银微晶的形成情况。结果表明,银粉粒径和形貌对栅线电极的高-宽比和电极致密性有直接影响;Ag-Si界面处的银微晶大小和数量是正银电极形成欧姆接触的关键。利用正银电极的烧结原理,分析不同银粉对正银电极欧姆接触形成的影响,粒径为1.47μm的球形银粉,有较高的振实密度和烧结活性,制备的电池转换效率较高。     

TiO_2纳米颗粒对相变悬浮液流变和导热系数特性影响研究

通过实验方法研究了掺入TiO2纳米颗粒的相变悬浮液粘性和导热系数。研究表明,当纳米颗粒浓度不超过5%时,悬浮液仍可被视为牛顿流体,悬浮液的粘性随纳米颗粒浓度增加以非线性方式增加;当纳米质量颗粒浓度为5%时,相变悬浮液的粘性提高约23%。纳米颗粒的加入能够显著提高相变悬浮液的导热系数,当纳米颗粒质量浓度为5%时,相变悬浮液导热系数提高约7%。当纳米颗粒浓度较低时,纳米颗粒对相变悬浮液导热系数的提高幅度要高于对水的提高幅度。文中从不同方面分析了使用这种新型悬浮液作为传热工质的优势。     

CuO-ZnO混合纳米流体导热系数影响分析

采用"两步法"制备了质量分数分别为1.0%,2.0%,3.0%,5.0%的CuO-ZnO混合纳米流体,制备过程中不添加分散剂。混合纳米流体选用乙二醇与去离子水作为基液,二者质量比(φv=EG:DW)分别为20:80,40:60,50:50,60:40和80:20,CuO与ZnO的质量比为温度范围从25℃到60℃,研究了不同比例基液、温度和质量分数对纳米流体导热系数的影响。结果表明:导热系数随混合纳米流体质量分数和温度的升高而增大。在温度为60℃时,质量分数为5.0%,基液比例φv为20:80的混合纳米流体导热系数增幅最大为26.1%。混合纳米流体的导热系数随乙二醇比例的增加而降低。实验还发现混合纳米流体导热系数与基液比例呈线性关系。     

快速汽相沉积法制备硅薄膜太阳电池

对在重掺杂抛光单晶硅衬底上用ＲＴＣＶＤ法形成硅薄膜太阳电池进行了研究。衬底为〈１００〉晶向ｐ＋ ＋ 型重掺硅片,电阻率为５×１０－ ３Ωｃｍ 。主要工艺过程为：在衬底上生长一层硅薄膜同时掺硼,膜厚３８μｍ ,扩磷制备ｐ－ｎ 结,背面蒸Ａｌ及Ｔｉ／Ｐｄ／Ａｇ 制背电极,正表面在扩散后生长一层ＳｉＯ２ ,前面用光刻剥离法制备Ｔｉ／Ｐｄ／Ａｇ 电极,制成的１ｃｍ ２ 太阳电池,开路电压ＶＯＣ＝ ６１２．８ｍ Ｖ,短路电流ＩＳＣ＝ ２９．３ｍ Ａ,填充因子ＦＦ＝ ０．７５７９,效率η＝ １３．６１。对一些影响电池特性的因素进行了研究,发现硅薄膜的掺杂浓度、发射层的掺杂浓度以及减反射层都对太阳电池的特性有较大影响。     

水基纳米流体流动与换热数值模拟

采用两步法制备体积分数φ为0.001%、0.01%、0.1%的Al_2O_3-H_2O纳米流体,运用热力学相关式进行计算,并采用Lattice Boltzmann方法模拟圆管内Al_2O_3-H_2O纳米流体的流动与换热,研究分析不同纳米粒子体积分数和粒径对纳米流体平均Nu数的影响。结果表明,不同体积分数的Al_2O_3-H_2O纳米流体,随着纳米颗粒的运动,边界层发生变化,其流动特性和换热特性也受到影响,对于相同位置的纳米流体,当体积浓度为0.9%、0.5%、0.1%时,平均Nu数分别为21、17.8、16,随着纳米颗粒体积分数越大,其平均Nu数越大,即换热强度越大。当纳米颗粒为20 nm,Re数为1000、3000、5000、7000、9000时,平均Nu数分别为11.5、14.5、18、20、21.5,随着Re数的增加,纳米流体的强化换热效果越好。     

极性相反杂质在硅锭中的抵偿效应研究

采用Scheil方程和四探针法、霍尔效应技术、紫外-可见光吸收光谱以及XRD技术分别模拟和测试太阳能硅锭的杂质分布、电阻率、载流子浓度、带隙以及晶体结构，结果表明：若硅料中施主杂质原子浓度小于受主杂质的0.39倍，铸造的p型硅锭不会出现极性反转。由于极性相反杂质间的抵偿效应，在硅锭极性反转处形成p-n结区，少子寿命和体电阻率均达到最大值，且硅锭的晶体结构未发生改变，带隙比特征硅锭的带隙降低25.89%，对此段硅锭切片，可省略后续硅片的“磷扩散”过程。利用掺杂剂抵偿技术可制备高效率和低成本的晶硅太阳电池。     

利用稻壳气化发电厂灰渣制备高纯白炭黑的研究

以稻壳气化发电厂灰渣为原料,先后通过球磨粉碎、酸处理和高温煅烧工艺制备出高纯白炭黑。采用ICP、XRD、SEM、全自动物理化学吸附仪和激光粒度仪对原料和产品的化学组成、物相、表面形态、结构特征和粒径进行分析,结果表明:稻壳灰中非硅杂原子(K、Na、Ca和Fe等)有促进稻壳灰烧结的作用,金属氧化物含量为8%的稻壳灰,烧结温度低于700℃;无机酸溶煮能除去稻壳灰中97.0%以上的非硅杂原子,经球磨粉碎和HNO3溶煮的稻壳灰中非硅杂原子除去率达到98.9%;预处理后稻壳灰比表面积增大,颗粒表面呈现大量微孔,且高温煅烧(860℃)后未出现烧结现象。所制得白炭黑SiO2含量达99.57%,比表面积为69m2/g,平均粒径为19μm。