多孔硅薄膜纵向分辨Raman谱研究

采用高灵敏度的micro-Raman系统研究了多孔硅(PS)在纵向的Raman效应，并研究了多孔硅尺寸对Raman谱的影响．实验中采用脉冲电化学腐蚀和直流电化学腐蚀两种方法制备PS样品，纵向Raman光谱的结果表明，在纵向不同深度，用脉冲电化学腐蚀方法制备的PS，Raman光谱不存在频移，而用直流电化学腐蚀方法制备的PS在多孔层深度为70～90μm处的Raman光谱有向低波数方向约40cm^-1的移动，它是由于常规电化学腐蚀方法制备的PS不同深度的尺寸分布对量子效率的影响引起的。     

多孔硅的半峰全宽小于3．8nm的针形发光峰

通过改变电化学腐蚀生成多孔硅膜的工艺条件,研究它的发光峰形状的变化.从实验上观测到多孔硅膜的针形发光激发谱和发射光谱,其半峰全宽均小于3.8nm.声空化所引发的特殊物理、化学环境为制备高效发光的多孔硅提供了一条重要途径.实验结果表明,声空化处理对于改善多孔硅的微结构,提高发光效率和发光稳定性都是一项非常有效的技术.     

核-壳多孔硅/碳复合阳极的制备及其电化学性能

将微米硅采用金属银诱导化学腐蚀法制成三维多孔硅。以磺化沥青为前驱体,通过喷雾干燥法对多孔硅包覆,高温碳化得到核-壳多孔硅/碳复合阳极材料。利用SEM表征复合材料微观结构,多孔硅表面均匀分布大量纳米级孔洞,热解碳壳则将多孔硅紧密包裹,从而增强锂离子的扩散性能,及容纳体积膨胀空隙的能力。电池循环210次后,活性物质与集流体未见明显分离。所制备的多孔硅/碳复合锂离子电池具有较好的电化学性能,在0.1 C电流密度下首次放电比容量为3 810 mAh/g,经30次循环后比容量仍保持在1 710 mAh/g。1 C电流密度下,100次循环后比容量稳定在824 mAh/g,库仑效率99%。恢复至0.1 C充放电后,比容量仍能保持在1 210 mAh/g。     

硅纳米孔结构在多晶硅太阳能电池中的应用

利用金属辅助化学刻蚀及碱修饰方法在多晶硅上制备了硅纳米孔结构,比较了硅纳米孔结构和酸制绒常规多晶硅硅片在反射、内量子效率、磷浓度分布以及电池性能等方面的情况。研究表明,硅纳米孔结构多晶硅太阳能电池开压为0.6261V,短路电流为8.683A,填充因子为79.06%,效率为17.66%,比酸制绒常规电池片高出0.23%。     

多孔硅的微结构与光致发光谱

采用扫描电子显微镜（ＳＥＭ）、原子力显微镜（ＡＦＭ）和光致荧光光谱（ＰＬ），对多孔硅的微结构和光致可见光发射进行了研究．结果表明，多孔硅的发光机理与其微结构之间有着密切的联系．多孔硅是大量的晶体结构的柱状或球状硅组成的，并且呈现一种有序结构，人们较普遍认为多孔硅的有效发光是起源于电化学腐蚀过程形成的纳米结构——硅量子线或量子点，本实验的结果与这一模型相吻合     

纳米TiC复合铝空气电池阳极组织与电化学性能

针对铝空气电池金属阳极在碱性电解液中由于自腐蚀严重和钝化导致电化学性能无法提升的问题，通过引入TiC纳米粒子来细化铝阳极晶粒，提高晶界的数量，抑制自腐蚀反应，增加其电化学活性。实验利用Mg元素改善TiC与铝基体的润湿性，并通过真空感应熔炼炉制备了0.3%(质量分数)纳米TiC的铝阳极。结果表明：与纯Al和Al-Mg对比，Al-Mg-TiC晶粒平均尺寸从1.966 4 mm降低到0.532 6 mm，自腐蚀得到明显抑制，各项电化学性能包括工作电压和阳极利用率均有所提高，放电位点数量增加并且分布更加均匀。     

锂离子电池硅-铝复合薄膜负极材料的研究

分别以表面粗糙铜箔(以下简称粗铜箔)和多孔铜箔为基体,采用磁控共溅射方法制备了锂离子电池硅-铝复合薄膜负极材料,通过SEM、XRD及电化学测试手段研究了不同制备条件下硅-铝复合薄膜的结构、形貌及电化学行为。结果表明,采用磁控溅射法制备的硅-铝复合薄膜负极材料能够有效缓解电极体积膨胀,具备良好的循环性能。     

硅-碳纳米管柔性复合负极的制备与性能

采用浮动催化化学气相沉积(FCCVD)法,将纳米硅颗粒(NSi)与碳纳米管(CNT)连续体原位复合,制备纳米硅-CNT复合膜(NSi-CNTf)柔性电极.借助SEM、能量色散谱(EDS)和电化学性能测试,分析电极的形貌特征和电化学性能.相较于传统Si/Cu电极,NSi-CNTf电极省去了浆料研磨、涂覆工艺,且具有良好的柔韧性和抗弯折性,比容量和循环性能均有提升.FCCVD法制备的NSi-CNTf柔性电极材料,纳米硅均匀分布在CNT薄膜的三维导电结构中,结合紧实,以0.2 A/g在0.01～2.00 V循环200次,比容量保持在790 mAh/g;在4.0 A/g下充放电,比容量保持在509 mAh/g.     

三维纳米硅/多孔碳的储锂性能

以纳米硅粉为活性材料,乙炔为碳源,通过化学气相沉积(CVD)一步法原位制得核壳结构可控的三维硅/多孔碳纳米复合材料。透射电子显微镜(TEM)和热重分析(TGA)结果表明,制备了厚度可控的无定形碳包覆纳米硅颗粒核壳结构,并形成串珠状三维导电网络。以200 m A/g在0.01~1.00 V循环100次,复合材料中硅的可逆比容量保持在1 270 m Ah/g。这主要是因为:原位生成的无定形碳可缓冲纳米硅颗粒的体积变化,Li+扩散通道更好;三维网络改善了电子传输性能。     

纳米金属Ag/高纯聚酯改性硅漆复合介质的介电行为

聚酯改性硅漆(SP)是用于硅器件表面保护的高纯绝缘材料.采用溶胶法制备的纳米Ag(直径小于20nm)均匀地分散到SP中后,对纳米复合材料的介电特性进行了研究.合适的纳米Ag含量使得纳米复合材料击穿场强提高,达到纯SP的112%,同时介电损耗也明显增加.采用热刺激退极化电流(TSDC)测量的结果表明纳米复合材料中存在两个较浅的陷阱能级,分别为0.52eV和0.62eV,陷阱密度分别为1.2×1010/cm3和2.0×1011/cm3,与纯SP中浅陷阱深度0.58eV、陷阱密度3.1×1010/cm3明显不同.复合材料低温下(77K)的体积电阻率明显高于纯SP,可以看作是库仑阻塞作用的结果.从介质物理的角度探讨了纳米复合材料与纯SP的特性差别.     

电解液对锂离子电池电化学性能的影响

在1mol/LLiPF6/(EC+DMC+EMC)(体积比1∶1∶1)电解液中加入不同体积比的亚硫酸丙烯酯(PS)制成不同的电解液,用循环伏安、电化学阻抗谱和恒流充放电测试研究了电解液对锂离子电池电化学性能的影响。结果表明:添加一定量PS,可改善电解液与石墨负极材料的相容性,提高锂离子电池的循环性能和低温性能。其中,电解液中PS含量为3%时,与不含PS的电解液相比,常温循环200周后电池容量保持率提高了8%;同一放电制度下低温-40℃的放电容量提高了4.9%。     

La1-xPrxNi4.2Mn0.3Al0.3Cu0.15Fe0.05电化学性能储氢合金结构及

为改善无钴AB,储氢合金La1-xPrxNi4.2Mn0.3Al0.3Cu0.15Fe0.05的循环性能,采用XRD、SEM等分析方法以及恒电流充放电等电化学测试技术,研究了系列La1-xPrxNi4.2Mn0.3Al0.3Cu0.15Fe0.05（x=0-0．3）合金的结构和电化学储氢性能。结果表明：制备的合金为单一的CaCu,结构,随着Pr替代La含量的增加,晶胞的口轴、C轴和晶胞体积均逐渐减小,c／a值逐渐增大。相应合金的放电容量有所降低,但合金电极的循环稳定性和高倍率放电性能得到明显改善。100个循环后的容量保持率S100分别为47．28％（x=0）、48．22％（乒0．1）、50．79％（x=0．2）和54．47％（x=0.3）。在放电电流为1800mA／g的条件下,合金电极的高倍率性能45．13％（x=0）升高到56．19％（x=0．3）。合金电极的交换电流密度厶随Pr含量的增加而逐渐增大,而合金电极的氢扩散系数DH没有明显变化。     

金刚石线切割太阳电池多晶硅片绒面的分析

采用HF/HNO_3酸刻蚀液对金刚石线切割太阳电池多晶硅片进行制绒研究,对比分析了刻蚀液浓度、刻蚀时间以及以H_2O和CH_3COOH为添加剂等因素下的多晶硅片绒面形貌特性。结果表明:富HF体系,金刚石线切割多晶硅片表面的划痕加深,但其表面刻蚀效果较好;富HNO_3体系,金刚石线切割多晶硅片表面往复纹微消除,而表面制绒效果不佳;然而,随着时间延长,富HF和富HNO_3刻蚀多晶硅片表面腐蚀坑均由较小凹坑状逐渐变大,最终形成条状腐蚀坑;与H_2O为添加剂相比,CH_3COOH下的硅片表面腐蚀坑分布较均匀。研究成果为金刚石线切割技术应用于多晶硅片提供了技术支撑。     

La0.8Mg0.2(Ni27Co0.6Al0.1Mn0.1)x贮氢合金的节能分析

以La0.8Mg0.2(Ni27Co0.6Al0.1Mn0.1)x(X=0.9、0.95、1.00、1.05、1.10)贮氢合金为研究对象.采用电化学测试技术,揭示合金的成分与电化学性能的关系.在所研究的合金中,以X=1.00时合金的综合性能较好,其最大放电容量为357mAh/g,活化次数为2次,在1200mA/g放电...     

Silicon nanodot arrays patterned using diblock copolymer templates

Dense and periodic arrays of holes and Si nano dots were fabricated on silicon substrate. The holes were approximately 20–40 nm wide, 40 nm deep and 40–80 nm apart. To obtain nano-size patterns, self-assembling resists were used to produce layer of hexagonally ordered parallel cylinders of polymethylmethacrylate (PMMA) in polystyrene (PS) matrix. The PMMA cylinders were degraded and removed with acetic acid rinse to produce a PS. 10 nm-thick Au thin film was deposited by using electron beam evaporator. PS template was removed by lift-off process. Arrays of Au nano dot were transferred by using fluorine-based reactive ion etching. Au nano dots were removed by sulfuric acid. Si nano dots size and height were 24–70 nm and 20–30 nm respectively. Sequential oxidation-wet etching method reduced size of Si nano dots. Reduced sized silicon nano dots diameter and height were 18 nm and 12 nm, respectively. Nanopatterned holes sizes were observed by field emission scanning electron microscope (FESEM) and atomic force microscopy.     

单晶硅太阳能电池前表而化学腐蚀研究

制绒工艺是晶硅太阳能电池产业化研究的重要方向之一。本文对德国Rena公司的湿法腐蚀制绒设备进行了工艺流程的简要概括,在产业化环境中对硅片表面的化学处理工艺进行了研究。通过研究分析,自制的GP溶液能有效的降低溶液表面张力并改善单晶硅片表面的浸润效果;湿法腐蚀后,硅片表面绒面结构清晰,金字塔形状均匀,底座大小在2～3μm左右;由腐蚀深度变化曲线分析可知,各腐蚀槽腐蚀深度值92％都集中在7．5～8．5之间,接近最优化腐蚀深度,碎片率低于5‰。     

两步法制备多孔石墨烯的电化学性能

通过两步法,以氧化石墨烯(GO)为前驱体,先采用抗坏血酸(VC)、KMn O4和Na2CO3为还原剂,水热反应还原氧化石墨烯,再分别利用化学刻蚀法和硝酸超声波法,制备多孔石墨烯。通过XRD、SEM、傅里叶转换红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱(Raman)和热重(TG)等测试分析材料的表面微观结构和还原程度;采用循环伏安(CV)、恒流充放电及电化学阻抗谱(EIS)测试材料的电化学性能。以VC为还原剂,制得还原程度较好且孔结构明显的石墨烯,用硝酸超声波处理后的石墨烯孔径小而且均匀,以1 A/g的电流在0~0.56 V循环,电极材料的比电容为87.50 F/g。     

掺Cr尖晶石LiCrxMn2-xO4材料EIS研究

用溶胶-凝胶法合成了尖晶石LiCrxMn2-xO4(x=0.05,0.1,0.2,0.3,0.4)正极材料,通过恒流充放电和电化学阻抗谱研究了Cr掺杂改性LiMn2O4的电化学性能。结果表明,Cr掺杂可提高LiMn2O4的循环稳定性,当Cr掺杂量为0.2时,LiCr0.2Mn1.8O4具有最高比容量110 mAh/g,循环50次后其容量几乎没有下降。LiCr0.1Mn1.9O4正极在首次充电过程中,当电极电位在3.85~4.15V之外时其EIS谱高频区的半圆和中频区的圆弧发生融合;等效电路的拟合研究发现,随着电极电位的升高,RSEI逐渐增大,表明充电过程中尖晶石LiCr0.1Mn1.9O4正极上SEI膜的厚度是随极化电位的升高而变厚;Re随电极极化电位的升高总体上是减小;而Rct随电极电位升高或降低表现为先减小,后增大。     

多晶硅太阳电池表面绒面制备工艺优化

采用各向同性腐蚀法制备多晶硅绒面,利用正交实验法研究了不同腐蚀液配方中的HNO3、HF和缓和剂NaH2PO4·2H2O的含量对多晶硅太阳电池绒面的反射率和腐蚀速度的影响。结果表明:NaH2PO4.2 H2O溶液对腐蚀速度有着显著的影响,其次为HF溶液和HNO3溶液;对于反射率来说,其影响因素的重要性主次顺序为HF溶液、HNO3溶液、NaH2PO4·2 H2O缓和剂。在本实验条件下,最佳的酸腐蚀混合液配方为HF∶HNO3∶NaH2PO4.2 H2O=9∶1∶7,在该工艺条件下,制备的硅片绒面腐蚀坑较为均匀,反射率为17%左右。