SOI基垂直入射Ge PIN光电探测器的研制

研制了在SOI衬底上工作于近红外波段的垂直入射GePIN光电探测器。采用低温Ge缓冲层技术,在超高真空化学气相淀积系统(UHV/CVD)上生长探测器材料。测试表明,器件的暗电流主要来源于表面漏电流,暗电流密度随着尺寸的增加而减小,在2V偏压时暗电流密度可达17.2mA/cm2;器件在波长1.31μm处的响应度高达0.22A/W,对应量子效率为20.8%。无偏压时,器件的响应光谱在1.2～1.6μm波长范围内观察到4个共振增强峰,分别位于1.25、1.35、1.45和1.55μm左右,峰值半高宽约为50nm,共振增强效应是由SOI衬底的高反射率引起的。采用传输矩阵法模拟的响应光谱与实验测量结果吻合良好。     

微结构硅基光电二极管的近红外响应特性研究

宽带隙红外光谱响应由于其在硅基光电探测器中的潜在应用而受到了广泛关注。利用离子注入和飞秒脉冲激光制备了一系列掺杂硅基光电二极管，并研究了硫掺杂硅基材料及器件后的宽带隙红外光谱响应特性。结果发现，PN型光电二极管在近红外和中红外光谱区域内表现出几个典型的光响应特征峰值。这几个特征峰对应于不同的子带隙光响应特征的起始能量，与硅带隙内掺杂硫的活性能级一致。这种光谱响应拓宽技术为制造低成本宽带隙硅光电探测器提供了有力的参考方案。     

硅太阳电池特性及其最大功率点跟踪的仿真

摘要：以LabVIEW软件为工具,在硅太阳电池输出特性基础上建立硅太阳电池的仿真模型,在不同日照强度的条件下对硅太阳电池输出特性曲线的情况进行仿真,并通过软件编程使系统可以确定负载等效电阻来进行最大功率点跟踪,同时仿真硅太阳电池暗电流对电池最大工作点和填充因子的影响.仿真结果验证了硅太阳电池输出特性曲线的非线性特征,且特性曲线受日照强度的变化而变化,最大功率点跟踪仿真的结果表明,本系统可以很好地求解最适宜的等效负载以稳定最大功率点,并得到了匹配负载和光照强度具有反比例相关性的结论.填充因子仿真证明了硅太阳电池暗电流对电池最大功率点产生较大影响并直接影响硅太阳电池的填充因子.     

皮卫星电源系统的设计与仿真

为了满足皮卫星微小型化的要求,提出了一种新型卫星电源系统的设计方案.太阳电池阵 蓄电池组系统采用目前国内效率最高的三结砷化镓太阳电池阵和比容量最高的锂离子蓄电池,电源分配和变换广泛使用超低功耗工业级集成化器件,并且采用合理的筛选和测试手段保证系统可靠性.通过对太阳电池阵、蓄电池充放电和卫星负载进行建模,结合电源系统在轨运行的条件,仿真了卫星实时的能量状态,计算了在故障条件下电源系统的响应,以蓄电池容量变化作为能量平衡的判断依据.各种环境测试结果表明电源系统有效可靠,能量平衡仿真结果表明浙大皮卫星的能量策略不仅满足在轨运行条件,而且具有较强的抗故障能力.     

基于双积分球的光学镜片透反射率测量系统

传统的透反射率测量系统不能同时实现透反射率的高精度测量,并且测量角度固定,测量光学镜片口径较小。为此研制了基于双积分球的透反射率测量系统。系统采用双积分球结构,完成了宽光谱(300nm~1600nm)大角度(0°~90°)范围大口径光学镜片的透反射率测量,采用锁相放大器,有效提取出了微弱信号,抑制了背景光的干扰,实现了亮场环境下的测量,提高了测量精度。最终实验验证以及不确定度分析的结果可以达到:白光透射率测试精度为0.25%,近红外光谱测试精度为0.316%;白光反射率测试精度为0.301%,近红外光谱测试精度为0.381%。     

纳米TiO2染料敏化太阳电池的电极修饰和光电复合研究(英文)

染料敏化太阳电池由于其较高的光电转换效率和低成本等因素正越来越受到人们的重视,当前其技术发展最为核心的问题是如何减少暗电流、进一步提高其光电转换效率.本工作对染料敏化太阳电池的光阳极进行了不同方法的TiCl4修饰处理,测量了各种不同修饰处理下的TiO2太阳电池的光电转换性能.通过248?nm波长的准分子脉冲激光辐照下的开路光电压Uoc随时间的衰减变化关系,研究了单色脉冲激光下的染料敏化TiO2太阳电池的光电子复合效应,从中明确了TiCl4修饰对染料敏化TiO2太阳电池暗电流的调制所起的重要作用.     

新型镍钌纳米电极在量子点太阳电池中的应用

该文通过反应条件温和、低成本、低耗能的水热法制备了镍钌纳米合金对电极，镍以及钌对电极，并组装成量子点太阳电池。结果表明，基于镍钌合金对电极的量子点太阳电池（QDSCs）光电转换效率达到1.96%，优异于镍、钌金属对电极组装的量子点太阳电池。镍钌对电极呈现出简便的合成工艺，高的比表面积，优越的电化学性能，好的截面接触性能及高稳定性等，这些性能优势体现了其作为对电极材料在量子点太阳电池中的潜在应用价值。     

CdSe/ZnS量子点光谱吸收截面和辐射截面的确定

提出了一种确定量子点吸收和辐射截面的简单和准确的方法.该方法根据Lambert-Beer定律,通过测量量子点的吸收谱确定吸收截面.然后,通过测量发射光谱,并与吸收谱作归一化处理,根据Mc Cumber理论来确定辐射截面.实际计算了辐射峰分别位于530nm和615nm的两种尺寸CdSe/ZnS量子点的吸收和辐射截面随波长的变化.这些光谱截面数据对CdSe/ZnS掺杂的光纤放大器和光纤激光器有重要的意义.     

一种基于微型谐振腔的环形光探测器的设计

提出了一种基于微型谐振腔的新型环形光探测器,该探测器结构紧凑,较之RCE型光探测器具有高速、高量子效率、易于平面集成等优点．导出了该探测器的量子效率的表达式,分析了环形光探测器半径对光谱的半高全宽（FWHM）的影响;分析了吸收腔厚度、环形光探测器宽度及半径对响应带宽的影响．结果表明,谐振腔的半径越大,FWHM越小,量子效率的峰值间隔越小;吸收腔的半径和波导宽度越大,响应带宽越小．     

SrO包覆TiO2光阳极的制备及性能

采用浸泡包覆的方法在染料敏化太阳电池的TiO2光阳极表面包覆了一薄层SrO,对TiO2光阳极和TiO2光阳极在饱和SrCl2溶液中浸泡不同时间得到的TiO2/SrO复合光阳极的紫外可见光谱进行了表征,并对SrO包覆TiO2光阳极制备的染料敏化太阳电池的光电转化率、单色光转化效率进行了测试。研究表明,包覆不同厚度的SrO后,在380nm左右出现红移现象,拓宽了可见光区吸收范围;在浸泡时间为20min时制备的具有TiO2/SrO核壳结构的光阳极具有高的转化效率,比同条件下制备的纯TiO2光阳极染料敏化电池的转化率提高了22.3%,单色光转化率提高了16%。     

软X射线波段透射光栅衍射效率检测系统

为获得透射光栅在软X射线波段的各级衍射效率,利用凹面反射光栅单色仪加激光等离子体光源组成一套软X射线波段单色系统,并以He空心阴极光源所发射的30.38、53.70、58.43nm三条谱线做为标准点,通过建立拟合曲线方程的方法对该单色系统进行波长标定。然后以背照射CCD(charge-coupled device)做为接收元件,对金自支撑式透射光栅在85～900eV能区范围内的多个能量点进行了衍射效率的实验标定,获得了该透射光栅一级相对衍射效率和零级绝对衍射效率的标定结果。同时利用准梯形栅线模型对该透射光栅在软X射线波段范围内的衍射效率进行理论计算,得到了该透射光栅一级相对衍射效率的理论曲线,模型计算结果与实验标定结果基本符合。最后,利用实验中得到的零级绝对衍射效率和模型计算的一级相对衍射效率结果拟合出了该透射光栅一级绝对衍射效率曲线。     

基于线阵CCD的LED光谱参数测量研究

从光度学和色度学中有关光谱、颜色测量的原理出发,针对发光二极管(LED)光谱测量应用的要求,介绍一种能用于LED光谱参数测量的系统设计,并在实践中对相关的理论和测试方法进行探讨和验证.该系统采用反射式平面光栅作为分光器件,线阵CCD作为多通道光电转换器件,通过实验测量出LED的光谱功率分布参数,同时计算出反映LED发光特性的峰值波长及反映目视感觉的主波长等.     

QE and Suns-V_(oc) study on the epitaxial CSiTF solar eelis

~~QE and Suns-V_(oc) study on the epitaxial CSiTF solar eelis1. McCann, M. J., Catchpole, K. R., Weber, K. J. et al., A review of thin-film crystalline silicon for solar cell applications Part 1: Native substrate, Solar Energy Materials & Solar Cells, 2001, 68: 135-172. 2. Catchpole, K. R., McCann, M. J., Weber, K. J. et al., A review of thin-film crystalline silicon for solar cell applications Part 2: Foreign substrates, Solar Energy Materials & Solar Cells, 2001, 6…     

Study on the Method for Measuring Nano-Displacement

A new method for measuring nano-displacement is discussed. The resolution of shift is as far as 1 nm. The principle of quantum tunneling effects was used to design the instrument. With the tunnel between the sample and the needlepoint and under the control of closed loop system, the instrument works at constant current mode, so that the high precision displacement can be got.     

Study on the Method for Measuring Nano-Displacement

A new method for measuring nano-displacement is discussed.Theresolution of shift is as far as 1nm. The principle of quantum tunneling effects was used to design the instrument. With the tunnel between the sample and the needlepoint and under the control of closed loop system, the instrument works at constant current mode, so that the high precision displacement can be got.     

聚丙烯薄膜的光致发光

用紫外-可见分光光度计和光致发光测量装置测量了聚丙烯薄膜在氙灯辐照下的光致发光强度、发光光谱和吸收光谱,研究了聚丙烯薄膜的光致发光性能.结果表明:聚丙烯薄膜的光致发光强度随测量时间呈指数衰减,发光光谱在323.8 nm、395.6 nm、514.2 nm、561.8 nm、609.4 nm、680.7 nm和752.2 nm附近存在峰带,其中752.2 nm附近的峰带相对较强.辐照时间增加,发光峰强减弱,发光强度衰减变快,发光峰带向长波方向移动.吸收度随辐照时间的增长呈增色效应,吸收带的最大吸收波长发生红移,由吸收边算得其光能隙约为4.21 eV.     

QE and Suns-V<Subscript>oc</Subscript> study on the epitaxial CSiTF solar cells

In order to clarify the major factors having confined the efficiencies of as-prepared crystalline silicon thin film (CSiTF) solar cells on the SSP (silicon sheets from powder) ribbons, QE (quantum efficiency) and Suns-V_oc study were performed on the epitaxial CSiTF solar cells fabricated on the SSP ribbons, the SSP ribbons after surface being zone melting recrystallized (ZMR) and single crystalline silicon (sc-Si) substrates. The results show that the epi-layers deposited on the SSP ribbons have rough surfaces, which not only increases the diffusion reflectance on the surfaces but also makes the anti-reflection coatings become structure-loosened, both of which would deteriorate the light trapping effect; in addition, the epi-layers deposited on the SSP ribbons possess poor crystallographic quality, so the heavy grain boundary (GB) recombination limits the diffusion length of the minority carriers in the epi-layers, which makes the as-prepared CSiTF solar cells suffer the worse spectra response at long-wavelength range. Nearly all the dark characteristic parameters of the CSiTF solar cells are far away from the ideal values. The performances of the CSiTF solar cells are especially affected by too high I ₀₂ (the dark saturation current of space charge region) values and too low R _sh (parallel resistance) values. The higher I ₀₂ values are mainly caused by the heavy GB recombination resulting from the poor crystallographic qualities of the silicon active layers in the space charge regions, while the lower R _sh values are attributed to the electrical leakage at the un-passivated PN junction or solar cell edges after the solar cells are cut by the laser scriber.     

CdS quantum dots-sensitized TiO2 nanotube arrays for solar cells

CdS quantum dots(QDs) sensitized TiO2 nanotube arrays photoelectrodes were investigated for their photovoltaic performance of quantum dots-sensitized solar cells. The highly ordered TiO2 nanotube arrays(TNAs) were synthesized on Ti foils by anodic oxidation method. Then CdS quantum dots were deposited onto the TiO2 nanotube arrays by successive ionic layer absorption and reaction(SILAR) method to serve as the sensitizers. Cd(NO3)2 and Na2S were used as the precursor materials of Cd+ and S2- ions, respectively. It is found that the CdS QDs sensitizer may significantly increase the light response of TiO2 nanotube arrays. With increasing CdS QDs deposition cycles, the visible light response increases. Maximum photocurrent was obtained for the QDs that have an absorption peak at about 500 nm. Under AM 1.5 G illuminations(100 mW cm-2), a 4.85 mA/cm2 short circuit current density was achieved, and the maximium energy conversion efficiency of the as-prepared CdS QDs-sensitized TNAs solar cells was obtained as high as 0.81 % at five SILAR cycles.     

Nd:YAG激光器多波长输出技术与应用研究

介绍了Nd：YAG激光器多波长输出及应用技术,分析了Nd：YAG激光的辐射跃迁能级,论述了抑制1064nm激光的生成从而提高1319nm激光输出等关键技术,研究了光学系统参数,利用氪灯泵浦,实现1064nm、1319am波长激光输出分别达到110W、46W,KTP倍频输出532nm、660nm波长激光分别达到22W、2W．     

基于PIN型硅光电二极管的激光偏振态探头

综合考虑了PIN型硅光电二极管的高灵敏性、高稳定性、高响应速度、小体积及低成本的优点,主要研究了基于PIN型硅光电二极管的光强探测电路在激光偏振态测量系统中的应用.采用Stockes参量测量的LCVR调制法,将光强探测电路和光学检偏系统封装在一起构成激光偏振态测量探头,探头以STM32F103为控制器通过USB协议实现数据在上位机与控制器之间的传输.利用该探头完成808nm激光的偏振态测量,实验结果显示该偏振态测量探头具有较高的测量精度,且该偏振态测量探头具有结构简单、测量精度高、体积小、人机交互便捷、操作简单的特点.