氮化硅减反射膜制备工艺对组织结构及折射率影响的研究

太阳能电池是一种清洁能源,近年来发展迅猛。减反射膜能大幅减少太阳能电池对光线的反射,从而提高电池光电转化率。为优化减反射效果,减反射膜设计多样,包括单层膜、双层膜、三层膜和多层膜,膜层不同对薄膜材料的折射率要求不同。氮化硅薄膜是一种优秀的硅基太阳能减反射膜,其折射率在1.78～2.5之间,调控范围广。本文采用脉冲激光沉积法制备氮化硅减反射膜,研究不同工艺参数对硅片上沉积的氮化硅薄膜性能的影响。     

减反射可见光与反射近红外线双功能镀膜玻璃

采用溶胶-凝胶工艺,用提拉法在光伏玻璃上制备了玻璃/TiO2-SiO2/SnO2∶F/SiO2减反射可见光与反射近红外双功能膜。用拟合方法研究了TiO2掺量对TiO2-SiO2膜层折射率的影响、以及溶胶中水含量对SiO2膜层折射率的影响;研究了快速热处理温度对SnO2∶F膜结构和方块电阻的影响,用紫外-可见光谱(UV-Vis)测试了膜层的透射率,用扫描电镜(SEM)观察了膜层的表面形貌。结果表明,TiO2掺量可以使TiO2-SiO2膜层的折射率在1.49~1.97之间变化,SiO2溶胶中的水含量能够在膜面上形成微孔,降低SiO2膜层的折射率。通过优化工艺,制备出了在可见光范围平均透过率约为96%、1120nm波长近红外起始反射的双功能复合膜。对得到的结果进行了讨论。     

我自主研发出中温太阳能真空集热管和集热器

由我国完全自主研发的“中温太阳能真空集热管和中温真空管集热器”通过了山东省科技厅主持的成果鉴定。专家鉴定认为：这两项科技成果是我国太阳能热利用领域的一次重大技术革新,填补了全玻璃真空太阳能集热管在150℃温区的技术空白,达到了国际领先水平。     

溶胶-凝胶法功能膜的成膜技术及其应用

1　溶胶 -凝胶法成膜技术溶胶 -凝胶法是以金属有机或无机化合物溶液为原料 ,经水解、缩合反应生成在溶液中显示分散流动性的亚微米级超微粒溶胶 ,再将其与超微粒结合 ,形成外表层固化凝胶 ,进而加热形成固体的技术。溶胶 -凝胶法最早用于制造玻璃表面反射膜和防反射膜 ,且在石英、氧化铝等纤维和板材中广泛使用。该法比熔融法操作反应温度低 ,而且能制造熔融法不能制造的成分复杂的玻璃。因此 ,倍受关注。1 1　溶胶 -凝胶法工艺溶胶 -凝胶法最基本的技术是用烷氧基硅烷制造硅玻璃。烷氧基硅烷溶胶 -凝胶变化的化学式通式Ｓｉ(ＯＲ) 4 如图…     

硫气氛下热处理后太阳能玻璃减反膜的透过率稳定性

太阳能镀减反膜玻璃作为太阳能电池盖板玻璃,需要长期暴露于室外,因此了解太阳能玻璃减反膜的透过率及其稳定性具有重要意义。本文主要研究了在一定湿度和一定温度环境下,硫气氛下和未通入硫气氛下热处理后的太阳能玻璃减反膜透过率的变化。通过岛津UV-3600测定了玻璃的透过率;利用Nexus傅里叶变换红外光谱仪和INVIA显微共焦拉曼光谱仪测定了太阳能玻璃减反膜的结构。研究结果表明:太阳能玻璃减反膜的透过率稳定性与不同气氛下热处理后的结构有关;在水侵蚀作用下,减反膜的透过率与水的结合类型有关。     

ITO多层减反膜系设计及制备研究进展

玻璃基片表面沉积ITO薄膜赋予玻璃诸多优异的电学、光学性能,但ITO薄膜的沉积也使得玻璃在可见光区透过率下降10%左右,在近红外区呈现高吸收、强反射现象,一定程度上弱化了ITO玻璃的部分应用。通过ITO多层减反膜的设计可以有效地解决上述问题,拓宽ITO薄膜玻璃的应用范围。本文首先阐述ITO薄膜沉积后光学曲线及该曲线各波段光学性能变化的理论解释,进而概述常规的减反膜系设计方法及膜层材料选择,并重点介绍ITO多层减反膜系的相关研究动态,本文结尾对ITO多层减反膜的设计和制备进行了展望。     

宽波段减反膜实现23.9%效率的平面异质结构钙钛矿太阳能电池

虽然钙钛矿太阳能电池效率的发展令人鼓舞,但是由于光反射造成的器件基底界面的光子损失等问题仍然没有解决.光管理是降低反射损失并提高器件效率的有效途径.因此,我们设计了双层减反膜以涂敷在(FAPbI₃)_x(MAPbBr₃)_1-x钙钛矿太阳能电池的玻璃基底外侧,以期达到增加光吸收和提高器件效率的目的.该研究中的减反膜底层由硅聚合物构成,上层由氟代硅聚合物和六甲基二硅氧烷/介孔二氧化硅纳米粒子复合而成.通过精确调控上下层的折射率及厚度,我们在宽波段范围内实现了玻璃基底透过率从最高约90%显著提升到95%.在电池器件的玻璃基底外侧溶液涂膜制备减反膜后,(FAPbI₃)_x(MAPbBr₃)_1-x钙钛矿太阳能电池在保持填充因子和开路电压不变的情况下,短路电流和效率分别从25.5 mA cm^-2和22.7%提高到26.5 mA cm^-2和23.9%.本研究提出了一种简单、高效的通过双层减反膜的光管理提高太阳能电池效率的方法,且此方法可拓展到其他类型太阳能电池体系.     

唐山一硼粉项目填补国内空白

近日，唐山威豪镁粉有限公司承担的“热爆自蔓延制备高纯超细无定形硼粉”项目通过专家鉴定。鉴定委员会一致认为：热爆自蔓延反应制备高纯超细无定形硼粉项目，采用自主设计的热爆自蔓延还原炉、膜浸出与分离等先进技术生产的无定形硼粉产品各项经济技术指标达到了国际先进水平。     

离子交换对硼硅玻璃光学性能的影响

利用电子探针、分光光度计和干涉显微镜等手段,研究了离子交换对硼硅玻璃光学性能的影响。结果表明,离子交换后硼硅玻璃的K+含量沿玻璃厚度方向逐渐降低。当交换时间≤8h时,交换层厚度与交换时间呈线性增加;当交换时间8h时,交换层厚度增加缓慢。离子交换增强后,硼硅玻璃的透过率小幅度下降,但仍保持在91%以上。离子交换后硼硅玻璃中折射率从玻璃表面向内部呈指数降低,这与K+离子在玻璃中的不均匀分布相关。综合考虑应用器件对强度和光学均匀性要求,硼硅玻璃的离子交换时间应不大于3h。     

铝硼硅酸盐玻璃固化体溶解过程的研究

采用蒙特卡洛方法,研究了铝硼硅酸盐玻璃固化体中硅、硼和铝元素的浸出情况。为了验证模拟结果的准确性,采用全谱直读等离子体发射光谱(ICPOES)测试了铝硼硅酸盐玻璃固化体浸出液中硅、硼和铝元素的浓度。模拟结果和实验结果都表明,溶液中硅的浓度会达到一定的饱和值,在溶解析出的动态过程中,玻璃表面会形成胶体层,该胶体层产生的阻碍效应会限制硼和铝的溶解。最终各元素都将达到稳定的平衡状态。模拟结果与实验结果符合的很好,定量再现了玻璃固化体的溶解过程。     

耐摩擦和高透过SiO2/TiO2/SiO2-TiO2增透膜的设计和制备

通过膜层设计理论设计出以K9玻璃为基底的兼具高透过率和高耐摩擦性的三层宽带增透膜,并通过溶胶凝胶技术成功制备了所设计的增透膜.以正硅酸乙酯(TEOS)和钛酸丁酯(TTIP)为前驱体、以盐酸为催化剂制得SiO2和TiO2溶胶.将两种溶胶按一定比例混合得到SiO2-TiO2复合溶胶.实验结果表明:三层增透膜在可见光区的平均透过率达到98.7%,与未镀膜的K9玻璃基片相比提高了7.1%.增透膜经较强机械摩擦后透过率基本保持不变,表明该增透膜具有优良的耐摩擦性.采用六甲基二硅氮烷(HMDS)对增透膜表面进行进一步的修饰,修饰后增透膜与水的接触角提高至94.3°,增透膜的疏水性及环境稳定性得到较大的提高.     

激光辅助阳极键合方法及实验研究

为了提高MEMS微器件成品的封装质量和效率,本文自主设计了新型的激光辅助阳极键合技术系统,并将其运用于硼硅玻璃BF33与硅的键合实验,成功实现了硅与玻璃在低功率下局部区域的完好键合.采用扫描电子显微镜对键合样本界面的微观结构进行分析,结果表明:在玻璃/硅的键合界面有明显的过渡层生成.使用能谱仪测定玻璃基体、过渡层以及硅层所含的化学元素种类及其质量分数,通过对比分析认为:激光在键合层的致热温度和界面区的强电场导致硼硅玻璃耗尽层中的氧负离子向键合界面迁移扩散,并与硅发生氧化反应形成中间过渡层,而该界面过渡层的形成是实现玻璃/硅键合的基本条件.该种新型键合技术操作简单、速度快、灵活性高,可以针对不同键合材料实时调整激光功率、行走速度、扫描时间等参数,可广泛应用于MEMS封装器件中硅与玻璃的键合.     

多层增透膜对铒硼硅酸盐玻璃光学性质的影响

玻璃表面由于反射作用会使光能损失.为了减少玻璃表面的反射损失,可以通过在表面镀增透膜来解决.研究了多层增透膜对铒硼硅酸盐玻璃可见光透过率的影响.在理论上比较了不同膜系结构(层数不同)的增透膜对铒硼硅酸盐玻璃的增透效果.采用了六层膜的设计,并对镀膜前后玻璃的反射率和透过率进行了测试,玻璃在可见光区的430nm波段到800m波段的平均反射率从原来的7.5%左右下降到了1%左右,其吸收光谱曲线的最高透过率从未镀膜前的80%左右提高到了97%左右.同时,镀膜后的铒硼硅酸盐玻璃在0.53μm处的透过率仍然保持在0.01%(光密度D0.53=4),而可见光透过率达到了65%,比镀膜前提高了10%左右,玻璃的可视性得到了明显的改善.     

AgIn合金量子点复合玻璃的制备及光学性质研究

采用溶胶-凝胶法结合气氛控制的技术制备了AgIn合金量子点掺杂钠硼硅基(NBS)玻璃。利用X射线粉末衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)以及选区电子衍射(SAED)对AgIn合金量子点在玻璃中的形貌和微结构进行了表征, 并利用荧光光谱仪对该玻璃的荧光性质进行了研究。结果表明, 在600℃热处理下钠硼硅玻璃中形成了尺寸分布在5 nm左右的均一的AgIn六方晶系量子点, 而且分布在玻璃中的AgIn量子点在435 nm附近存在一个荧光峰, 表明AgIn量子点掺杂NBS玻璃可以作为激光源、非线性介质和光子设备的候选玻璃。     

纳米隔热涂料突破节能“盲区”

只要在建筑玻璃上涂抹薄薄的一层,就可有效阻隔太阳能辐射,使室内外温差达到6℃以上,即使不开空调也能达到“冬暖夏凉”的效果,这是纳米技术应用上出现的又一重大突破。由山东佳隆集团自主研发的玻璃节能隔热环保涂层材料项目“纳米节能防晒液”,是一种可以让玻璃既保持高透光性,又能阻隔高达50％-90％通过普通玻璃窗进入屋内的热量,     

纳米隔热涂料突破节能“盲区”

只要在建筑玻璃上涂抹薄薄的一层,就可有效阻隔太阳能辐射,使室内外温差达到6℃以上,即使不开空调也能达到“冬暖夏凉”的效果,这是纳米技术应用上出现的又一重大突破。由山东佳隆集团自主研发的玻璃节能隔热环保涂层材料项目“纳米节能防晒液”,是一种可以让玻璃既保持高透光性,又能阻隔高达50％～90％通过普通玻璃窗进入屋内的热量,     

硅基薄膜多结太阳能电池的结构、制备技术及其效率优化的研究

综述了硅基薄膜多结太阳能电池的制备技术及进展,介绍了电池中间层、隧穿结、高倍聚光以及直接键合等硅基多结太阳能电池的各种新型制备技术。其次,评述了硅基多结太阳能电池在结构方面的研究现状。最后,针对带隙匹配、本征层以及减反膜等方面优化硅基多结太阳能电池效率的研究做了展望。     

醇硅比对太阳能玻璃用多孔SiO2减反膜性能的影响

采用溶胶-凝胶工艺在碱催化条件下制备了多孔结构的纳米SiO2薄膜,研究了不同醇硅比对溶胶体系的粒度分布、薄膜折射率以及透过率的影响。用纳米粒度分析仪测试了溶胶的颗粒分布,用紫外-可见-近红外分光光度计、椭偏仪、原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)测试了薄膜的光学性能、折射率、膜厚和显微形貌等。结果表明:随着醇硅比的增大,溶胶体系粘度下降,凝胶时间延长,颗粒度下降,折射率有升高的趋势;制备的增透玻璃膜层折射率为1.24,可见光透过率达到98.22%。     

Bi2S3纳米晶掺杂钠硼硅玻璃的三阶非线性光学性质

利用溶胶-凝胶方法制备了1 wt%Bi2S3纳米晶掺杂钠硼硅玻璃.利用X射线粉末衍射仪(XRD),X射线光电子能谱(XPS),透射电子显微镜(TEM),X射线能量色散谱(EDX),扫描模式透射电子显微镜(STEM)以及高分辨透射电子显微镜(HRTEM)对Bi2S3纳米晶在钠硼硅玻璃中的形貌和微结构进行了表征,同时,利用飞秒Z扫描技术在波长为770 nm对该玻璃的三阶非线性光学性能进行了分析测试.结果表明,尺寸为10～30 nm的Bi2S3正交晶系纳米晶在钠硼硅玻璃中形成,该玻璃的三阶非线性光学折射率γ、三阶非线性吸收率β和三阶非线性极化率χ(3)分别为5.90×10-16 m2/W、7.35×10-9 m/W和4.55×10-18 m2/V2.其中,该玻璃的三阶非线性极化率值比未经掺杂的钠硼硅玻璃(χ(3)=1.09×10-22 m2/V2)高出4个数量级,这表明,随着Bi2S3纳米晶的引入,该玻璃的三阶非线性光学性能将得到显著的提高.     

等离子体CVD法在P-SiN膜太阳能电池中的应用

利用 Ｐ－ＣＶＤ法在 Ｐ—ｎ硅太阳能电池上面形成非晶氮化硅防反射膜。利用改变 Ｐ－ＣＶＤ的工作参数很容易控制 ａ－ＳｉＮ－ＡＲＣ膜的反射指数，所以理论上可以形成很匹配的 ＡＲＣ膜。 利用这种技术生产的带有 ＡＲＣ 薄膜的硅太阳能电地在实用转换效率方面提高了 ４６％，与非镀膜的太阳能电池相比，短路电流提高 ４３％。