用于高效硅太阳电池的原子层沉积Al2O3表面钝化特性研究

系统研究了采用热-原子层沉积技术生长的Al2O3对p型晶体硅的表面钝化特性.Al2O3膜层的钝化质量通过采用微波光电导衰减的方法证明Al2O3介质层可提供优异的表面钝化效果.此外,通过采用C-V技术和椭圆偏振光谱测试技术对Al2O3介质层的表征证明,除了薄膜层中的负固定电荷,Al2O3介质层的H的含量在钝化效果中起着关键作用.     

Al2O3/SiO2耐磨增透膜的制备和表征

以正硅酸乙酯(TEOS)和异丙醇铝(Al(OC3H7)3)为前驱体,采用溶胶-凝胶(sol-gel)提拉方法在玻璃基片上制得高透、耐磨的增透膜.使用XRD、UV-Vis、IR、和TEM测试和分析了溶胶和薄膜的结构及性能.研究表明:通过添加一定比例的Al2O3,使颗粒之间生成稳定致密的氧桥键Si-O-Al以及煅烧后γ-Al2O3的存在,调控了薄膜的微观结构,不仅明显提高了薄膜的力学性能,同时复合薄膜的光学透过率仍最高达99.2％.     

活性环境空心阴极溅射特性与沉积Al2O3、ZnO掺杂和In2O3：Mo薄膜的应用（上）

研究了薄膜沉积方法,基于空心阴极金属溅射,在基材附近提供反应气体。工作气体和携带溅射原子通过一个狭长通道从阴极出来,这样,反应气体被阻止到达靶面。用Cu靶和脉冲电源激励,研究了阴极的基本运作。研究包括沉积率对电源、压强、气体流量和膜厚分布的依存关系,以及膜电阻率作为基材上的状态函数。用模型进行计算气体的速度分布和在腔内的压强,Al2O3膜是在氧的活性环境下溅射一个Al靶获得的,必须指出只要极少量氧气通过阴极就能氧化（中毒）靶,而外面大量氧气完全不会影响靶,在后者模式下实现了非常稳定的放电且易形成的Al2O3薄膜。利用该方法制备透明的ZnO导电膜,掺杂Al或B,达到了高沉积率,且在适当氧流量下得到了低的膜电阻率。同时,制备了高迁移率的In2O3：Mo透明导电膜,电阻率仅有1．9×10^-4Ω·cm。给出了空心阴极的比例关系、沉积效率,比较了磁控溅射和直线的活性环境空心阴极溅射。     

La2O3改进Ni/γ-Al2O3催化剂上沼气重整制氢

为了寻求制备氢气的可再生资源及减少沼气的排放量,用浸渍法制备了不同La2O3含量的Ni/La2O3/γ Al2O3催化剂,用CH4/CO2体积比为1的混合气体模拟沼气,考察了还原温度、反应温度、空速等操作条件对该催化剂上沼气重整制氢性能的影响.并运用H2-TPR、TEM、TG-DSC等对催化剂进行了表征.结果表明:La2O3含量为6%的催化剂具有较好的综合性能;载体中掺杂适量La2O3能增加金属Ni的分散性,提高催化剂的可还原性及载体对CO2的吸附能力,从而改善了催化剂的活性及抗积炭性,使催化剂具有较好的稳定性.在100h的稳定性实验中,CH4及CO2转化率、H2及CO的选择性、H2/CO比平均值分别约为87.4%、88.8%、87.3%、93.8%及0.92.催化剂表面积炭速率非常低,仅为0.7279mg/(gcat·h).     

基于Ni/Al2O3整体式催化剂的生物质气化合成气甲烷化研究

以生物质气化模拟合成气H2/CO/N2为原料气,以堇青石蜂窝陶瓷为基体制备Ni/Al2O3整体式催化剂,通过扫描电镜(SEM)、比表面积(BET)、X射线衍射(XRD)、程序升温反应法(TPR)、热重分析(TG)等表征分析手段,考察催化剂制备方法(浸渍法和溶胶-凝胶法)、温度(250~550℃)及空速GHSV(6000~14000 mL/(g·h))对催化剂甲烷化性能的影响。结果表明:浸渍法制备的Ni/Al2O3催化剂(DIP-Ni/Al2O3)与溶胶-凝胶法制备的Ni/Al2O3催化剂(SGNi/Al2O3)相比,前者甲烷化性能较好。在H2、CO、N2物质的量之比为3∶1∶1且空速为10000 mL/(g·h)条件下,浸渍法制备的Ni/Al2O3催化剂在400℃时甲烷化性能最佳,且该条件下CO转化率为98.6%,CH4选择性为90.9%。当H2、CO、N2物质的量之比为3∶1∶1且温度为400℃时,在实验空速范围内,浸渍法制备的Ni/Al2O3催化剂CO转化率和CH4选择性均基本稳定在90%,甲烷化性能较好。     

Al2O3对晶硅电池的表面钝化研究

采用原子层沉积(Atomic layer Deposition,ALD)工艺制备了Al2O3,并对晶硅电池的表面进行钝化。通过与采用传统热氧化SiO2钝化的p型晶硅电池相比较,采用Al2O3钝化后晶硅太阳电池开路电压可提高5%。在未经制绒处理的情况下,短路电流可提高17.4%。通过对不同钝化技术下晶硅电池少子寿命变化以及发射区方阻变化的分析,采用原子层沉积工艺制备的Al2O3不仅能对晶硅电池表面实现良好钝化,还可避免高温氧化工艺对电池发射区的影响。     

铝土矿中Al_2O_3测定方法的改进

采用Na OH+H3BO3为溶剂,溶样后以氨水沉淀铁、铝、锰、钛等高价金属离子与钙、镁等分离,再经氢氧化钠沉淀,使铝离子与其它离子分离后测定铝,分析不同的溶剂,溶样的时间,溶样的温度对Al2O3结果的影响.     

铝锂/镁合金与H_2O反应的热力学分析

根据吉布斯能最小原理,利用FactSage计算研究了Al-Li-H2O体系和Al-Mg-H2O反应体系的热力参数,研究了温度、合金组成和H2O量的影响。结果表明:Al-Li-H2O体系氧化反应可以自发进行,随着温度的升高反应放出的热量减少;合金组成中Al含量越高,生成的H2越少;随着Li含量增大,固态产物由Al2O3向LiAlO2、Li2O转变。Al-Mg-H2O体系氧化反应可以自发进行,随着温度的升高反应放出的热量减少;合金组成中Al含量越高生成的H2越多;随着Mg含量增大,最终固态产物由Al2O3向MgAl2O4、MgO转变。Al中添加Li或Mg因产物发生转变而对制氢反应有促进作用;H2O量增加有助于反应最终温度的降低,温差为1800~2000 K,对金属制氢的实施应用有指导意义。     

Cu-Mn/γ-Al2O3催化剂上二甲醚水蒸气重整制氢

采用草酸盐胶态共沉淀-机械混合法制备了一系列Cu-Mn/γ-Al2O3催化剂,考察了CuMn摩尔比及助剂La、Al、Fe、Zn等对Cu-Mn/γ-Al2O3催化剂上二甲醚水蒸气重整制氢的催化性能的影响,并结合热重-差热扫描量热分析(TG-DSC)、N2吸附-脱附(BET)、X射线衍射(XRD)、H2程序升温还原(H2-TPR)等表征手段研究了助剂La的添加对Cu-Mn/γ-Al2O3催化剂微观结构的影响.研究表明:当Cu-Mn/γ-Al2O3催化剂中Cu/Mn摩尔比为1/2时,催化剂具有较高的初始活性;添加La、Al、Fe、Zn等助剂均不同程度地提高了Cu-Mn/γ-Al2O3催化剂的稳定性,其提高顺序为:La>Al>Fe>Zn;适量La的添加可以起到隔离和分散铜的作用,能阻碍活性组分的聚集长大,有助于活性组分细化,并增加表面高分散CuO的量,同时增强Cu-Mn以及金属铜和载体之间的相互作用,防止铜的团聚,从而提高催化剂的活性及稳定性.     

H2O2对城市污泥水热氧化产物的影响分析

为探究城市污泥的有效处理方式,以城市污泥为研究对象,进行了水热和水热氧化(H2O2为氧化剂)的对比实验,探究在150～250℃下H2O2对城市污泥水热氧化过程中固液产物分布、水热炭含水率、重金属含量及生态毒性、水热液pH值、挥发性脂肪酸(Volatile fatty acid,VFAs)及氨氮(NH3-N)浓度的影响....     

H2流量对直流磁控溅射低温沉积ZnO:Al薄膜结构与性能的影响

在Ar和H2的混合气氛下采用直流磁控溅射在玻璃衬底上低温沉积Al掺杂ZnO,即ZnO∶Al透明导电薄膜,研究H2流量(0～10sccm)对薄膜结构、形貌、光学和电学性能的影响。结果表明:不同H2流量下制备的ZnO∶Al薄膜均为高度C轴取向的六角纤锌矿结构,溅射过程中通入适量的H2能改善ZnO∶Al薄膜的结晶质量和表面形貌;所有薄膜在400～900nm范围内的平均透过率均高于85%;随着H2流量的增大,薄膜的载流子浓度升高,电阻率减小,达到10-4Ω.cm数量级。     

H2O2同时脱硫脱硝的试验研究

为实现火电厂烟气的脱硫脱硝一体化，采用H2O2为氧化剂进行了同时脱硫脱硝试验．在鼓泡反应器中，将原电厂烟气通过H2O2溶液、尿素溶液和电厂脱硫石灰石浆液进行了脱硫脱硝一体化试验．结果表明：脱硝效率随着H2O2质量分数的增加而升高；试验得出的最佳H2O2溶液温度与石灰石一石膏法脱硫循环浆液的温度范围相吻合；在配合尿素和石灰石浆液试验时，脱硝效率高达75％．     

活性环境空心阴极溅射特性与沉积Al2O3、ZnO掺杂和In2O3：Mo薄膜的应用（下）

透明导电氧化物薄膜，例如SnO2、ITO、ZnO，有很多应用，如建筑玻璃、汽车、显示器、光伏器件。制备掺杂氧化锌膜用射频或脉冲直流溅射陶瓷靶，它含有ZnO和2％（重量比）Al2O3，无论如何靶的代价是过高的，而能用的功率密度是有限的。最近反应磁控溅射Zn：Al靶受到关注，虽然它需电压控制和氧分压强的闭环控制以保证工作在金属／氧化物过渡模式。     

制备温度对(a-C∶Fe)/Al_2O_3/Si结构光电转换效应影响的研究

采用脉冲激光沉积法在n-Si(100)衬底上制备氧化铝膜(Al2O3)和不同温度下的铁掺杂非晶碳薄膜(a-C∶Fe)。I-V特性曲线表明:制备的a-C∶Fe/Al2O3/Si异质结结构具有明显的整流特性和光伏效应,碳膜的制备温度对a-C∶Fe/Al2O3/Si结构电池光伏性能有显著影响。合适的沉积温度能显著增大异质结的开路电压和短路电流,进而增大异质结的光电转换效率,在碳膜制备温度为350℃时,异质结获得最佳光电转换效率。当制备温度超过350℃时,电池的开路电压与短路电流大幅度减小。通过对a-C∶Fe膜的拉曼光谱分析显示,随着制备温度的升高,非晶碳膜的结构经历了从类金刚石向类石墨化的转变,从而对电池的光电转换特性造成显著影响。     

水热条件下催化还原CO_2生成甲酸的优化研究

采用金属Al为还原剂,金属Ni和Cu为催化剂,研究了水热条件下CO_2催化转化生成甲酸的特性.针对水热还原CO_2可能存在的4个反应途径进行热力学分析,计算表明,水热条件下反应途径HCO_3~-+2H HCOO~-+H2O在热力学上最易进行,还原氢的最佳存在形态为活性H原子.考察了铝镍和铝铜水热反应体系中Ni/Al摩尔比、Cu/Al摩尔比、Al/C摩尔比、反应时间和温度等对产物甲酸浓度和碳转化率的影响,实验表明,Cu催化剂水热转化CO_2生成甲酸的碳转化率优于Ni催化剂,当Al/Cu/Na HCO_3的3组分摩尔比为8∶8∶1、温度300,℃、反应120,min时,水热还原CO_2生成甲酸的碳转化率为29.1%,.     

FeS2与In2S3复合薄膜组织结构在硫化过程中的变化

采用电沉积、氧化及热硫化方法制备了In2S3伴生的FeS2复合薄膜。通过改变400℃下的硫化时间,研究了硫化过程中复合薄膜晶体结构及组织形貌的变化。FeS2和In2S3分别由先驱膜中的Fe3O4和衬底膜中的In2O3硫化演变而来,先驱膜的多孔形态可提供In2S3与FeS2共生的几何条件。硫化过程中In2S3比FeS2有更高的结晶速率。随着硫化时间的延长,FeS2及In2S3数量增加,晶粒尺寸增大,FeS2的晶格常数减小。     

Cu/La2O3/Al2O3催化剂上甲醇水蒸气重整制氢反应

研究以并流共沉淀法制备Cu/La2 O3 /Al2 O3 系列催化剂催化甲醇水蒸气重整制氢反应过程 ,考察了La2 O3含量、反应温度、水醇比、液体空速 (WHSV)等因素对催化剂活性的影响。结果表明 :催化剂表现出较好的低温活性、高氢气选择性和稳定性。La2 O3 质量分数为 15 % ,在 2 5 0℃反应时 ,催化剂活性表现最佳 ,甲醇摩尔转化率为94 .5 % ,氢气选择性为 10 0 % ,CO摩尔分数为 1.0 5× 10 -7。     

太阳选择性吸收涂层系列讲座(14) 活性环境空心阴极溅射特性与沉积Al_2O_3、ZnO掺杂和In_2O_3:Mo薄膜的应用(下)

<正>2.4 ZnO掺杂透明导电氧化物沉积透明导电氧化物薄膜,例如SnO2、ITO、ZnO,有很多应用,如建筑玻璃、汽车、显示器、光伏器件。制备掺杂氧化锌膜用射频或脉冲直流溅射陶瓷靶,它含有ZnO和2%(重量比)Al2O3,无论如何靶的代价是过高的,而能用的功率密度是有限的。最近反应磁控溅射Zn:Al靶受到关注,虽然它需电压控制和氧分压强的闭环控制以保证工作在金属/氧化物过渡模式。     

一种喷涂SnO_2减反射薄膜的新工艺及材料研究

采用超声雾化喷涂法沉积得到 Sn O2 薄膜和掺氟离子 Sn O2 薄膜。通过改变掺杂量和选择合适的工艺条件可控制掺氟 Sn O2 薄膜的方块电阻 ,其最小方块电阻值达 10 Ω/□。用 5 5 0 nm单色光测得其透过率为 85 %— 90 %。用 X射线衍射仪及扫描电子显微镜分析 Sn O2 薄膜的微结构和成份 ,薄膜为择优取向晶化。薄膜具有很好的抗腐蚀性能。在已完成 pn结及电极制作工序的单晶硅太阳电池上沉积一层厚 70 nm的未掺杂 Sn O2 薄膜 ,构成光学减反射层 ,其电池的短路电流 Isc提高约 5 %— 10 %。     

锂离子电池Al2O3-SiO/C负极材料的制备和电化学性能CSCD

本文首先以SiO、沥青为原料,制备了SiO/C复合材料.然后以SiO/C复合材料,硝酸铝,氨水,尿素为原料,利用水浴加热和高温热处理的方法,制备出了Al2O3-SiO/C复合材料.采用激光粒度分析、比表面积测试仪、XRD、SEM对样品进行了物相结构分析和微现形貌的表征测试.电化学测试表明:加入尿素的A12O3-SiO/C复合材料具有最佳电化学性能,首次效率高达74.81％,充电比容量为1436.4mA·h/g,表现了优异的电化学性能.