单晶硅和纳米晶硅空带的NEXAFS理论研究

利用多重散射团簇方法计算了单晶硅的Ｋ边ＮＥＸＡＦＳ谱，研究显示ＮＥＸＡＦＳ谱包含了导带态密度的信息。同时在模拟ｃ－Ｓｉ的团簇引入一定数量的空位，构造了纳米晶硅的模型，ＭＳＣ计算证实吸收边位置上升约０．５ｅＶ，说明纳米晶硅的禁带比ｃ－Ｓｉ的展宽了。     

微晶硅渐变带隙太阳电池的模拟计算研究

运用AMPS软件结合相关实验数据,利用微晶硅带隙与材料晶相比的关系,对pin型微晶硅薄膜太阳电池i层带隙渐变结构的总光生载流子产额、载流子复合速率等参数进行了模拟,并与普通pin型微晶硅薄膜太阳电池进行了对比分析.结果表明,一方面带隙渐变结构增加了进入微晶硅i层作为活性层的光吸收;另一方面渐变各层之间存在缺陷和复合中心,影响载流子收集.对于带隙递增型微晶硅(μc-Si:H)薄膜太阳电池,当i层总厚度为1.2μm时.其光电转化效率为14.843%.     

射频PECVD法高压快速制备纳米晶硅薄膜

采用传统的射频等离子体增强化学气相沉积技术,在较高的工作气压(133～266Pa)下,以0.4nm/s速率制备出优质的氢化纳米晶硅薄膜.薄膜的晶化率约60%,平均晶粒尺寸约6.0nm,暗电导率为10-3～104/Ω·cm.红外吸收谱显示,薄膜中没有Si-O、Si-C、Si-N等杂质键,随晶化率的提高,Si-H键也逐渐消失.     

纳米晶硅薄膜材料的技术发展

本文综述了硅基薄膜材料的发展历程;提出了一些促进硅基薄膜电池技术进步的思路;并对硅 基薄膜电池的发展进行了有益的探讨,对最新的硅基薄膜太阳能电池作了展望.     

氩离子注入单晶硅表面的微观结构和微观力学性能研究

通过离子注入技术对单晶硅表面进行氩离子注入处理，利用纳米压痕仪及其附件研究了单晶硅表面在离子注入前、后的微观力学性能和变形机理，并用透射电子显微镜研究了改性层的微观结构．研究结果表明：一定剂量的氩离子注入使单晶硅表面的断裂韧性得到改善，提高了其在纳米划痕过程中的失效负荷．原因是氩离子的注入使单晶硅表面形成了硅的微晶态与非晶态共存的混合态结构的改性层，改善了单晶硅的微观力学性能．     

微纳米尺度单晶硅各向异性表面的切削特性

利用纳米压痕仪和原子力显微镜,分别对单晶硅Si(100)、Si(110)、Si(111)三种晶面取向的表面进行微纳米尺度下的切削性能进行了实验研究。实验结果表明:在定载荷下,刻划速度的大小对单晶硅Si(100)、Si(110)晶面取向的切削力、摩擦系数的大小影响较小,但对单晶硅Si(111)晶体取向影响较大;在较低载荷下,单晶硅各晶面取向表面划痕细小,深度较浅且不明显,切削力大小无明显变化规律。随着载荷的逐渐增大,划痕宽度及深度也逐渐增大,切削力也相应增大,但并非呈线性增长。当载荷增大到一定值后,单晶硅各表面发生严重的塑性变形,变形积累一定程度后,沟槽两侧及探针前端形成明显的切屑堆积。     

氧化石墨烯纳米带杂化粒子和石墨烯纳米带的研究进展

氧化石墨烯纳米带杂化粒子是将氧化石墨烯纳米带(GONRs)与其他纳米粒子经π-π键、氢键等结合方式复合在一起,通过这种特殊的结合形态一方面可以有效地防止GONRs的聚积,另一方面新的纳米粒子的引入能够赋予该杂化材料某些特殊的性能,从而有利于充分发挥GONRs杂化材料在聚合物改性等领域的综合性能。本文综述了氧化石墨烯纳米带杂化粒子的制备方法、性能和应用现状。此外,针对GONRs的还原产物石墨烯纳米带(GNRs)的结构、性能、制备方法及其应用领域也进行了系统性地论述。相关研究表明,氧化石墨烯纳米带杂化粒子的设计与制备是氧化石墨烯纳米带迈向实用领域的一个有效途径,而石墨烯纳米作为石墨烯的一种特殊结构的二维变体,继承了石墨烯优良的导电和导热等性能,同时特殊的边缘效应,因而呈现出了更广阔的应用潜力。     

镶嵌纳米晶硅的氧化硅薄膜微观结构调整及其光吸收特性

采用等离子体化学气相沉积(PECVD)技术在不同N_2O流量条件下制备了镶嵌有纳米晶硅(nc-Si)的富硅氧化硅(SiOx)薄膜,利用透射电镜(TEM),X射线衍射分析(XRD),傅里叶变换红外(FTIR)和透射光谱技术研究了薄膜中的氢含量和氧含量变化及其对薄膜晶化度、薄膜键合结构和光吸收特性的影响。结果表明,薄膜由nc-Si粒子和非晶SiOx组成,为混合相结构。nc-Si的生长与氧化反应的竞争决定了薄膜微观结构、键合特性以及光吸收特性。随着N_2O流量的增加,薄膜的晶粒尺寸逐渐减小。晶界区过渡晶硅的比例减少,晶粒界面随之消失,带隙呈持续增加趋势。该实验结果为ncSi/SiOx薄膜在新型太阳电池中的应用提供了基础数据。     

衬底温度对低温制备纳米晶硅薄膜的影响

采用传统的射频等离子体增强化学气相沉积技术,在较高的工作气压130Pa和较高的射频功率70W下,在＞100℃的低温下,以0.14nm/s速率制备出优质的纳米晶硅薄膜.研究结果表明,薄膜晶化率和沉积速率与衬底温度有密切关系.当衬底温度＞100℃,薄膜由非晶相向晶相转化,随着衬底温度的进一步升高,薄膜晶化率增大,当温度为300℃时,薄膜的晶化率达82%,暗电导率为10-4·cm-1数量级,激活能为0.31eV.当薄膜晶化后,沉积速率随衬底温度升高而略有增加.     

基于原位纳米力学测试系统的单晶硅微观机械性能实验

在纳米硬度计上对单晶硅进行了微压痕测试实验,以对单晶硅的微观力学性能有所认识。微压痕测试表明:单晶硅的弹性模量在压入载荷小于2400μN的范围内随载荷变化而波动变化;而在压入载荷大于2400μN后保持相对的稳定值(约为214GPa);单晶硅的表面硬度在压入载荷小于1000μN的范围内随载荷变化而线性增大,而后突然降低并保持相对的稳定值(13.5GPa~15GPa);单晶硅在纳米压入过程中,材料的破坏形式为脆性破裂,并且随压入载荷的增大而在压痕边沿产生堆积,堆积程度亦逐渐增大。     

近红外光学带隙硅三维光子晶体的制备

用溶剂蒸发法将单分散SiO2微球组装成三维有序结构的胶体晶体模板,用低压化学气相沉积法填充高折射率材料硅,酸洗去除SiO2模板,获得了硅反蛋白石三维光子晶体.通过扫描电镜、X射线衍射仪和紫外-可见-近红外光谱仪对硅反蛋白石三维光子晶体的形貌、成分、结构和光学性能进行了表征.研究结果表明:Si在SiO2微球空隙内具有较高的结晶质量,填充致密均匀;通过控制沉积条件,可控制硅的填充率;制备的硅反蛋白三维光子晶体在近红外区(1.4μm左右)具有明显的光学反射峰,表现出光学带隙效应,测试的光学性能与理论计算基本吻合.     

带隙可调光子晶体的研究进展

介绍了近几年带隙可调光子晶体的研究进展。带隙调节的机制主要有改变晶体材料的平均折射率和改变晶体的结构参数两种。综述了通过电场调制、磁场调制、压力调制、光照调制、温度调制和复合调制等实现带隙实时可调的研究进展,提出了目前存在的问题及研究方向。     

双纳米硅p层优化非晶硅太阳能电池

采用等离子体增强化学气相沉积(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition,PECVD)技术在高功率密度、高反应气压和低衬底温度下制备出不同氢稀释比RH的硅薄膜.高分辨透射电镜(High-Resolution Transmission Electron Microscopy,HRT...     

ZnO光子晶体的自组装工艺及带隙特征研究

以Zn（Ac）2和DEG为原料,采用胶体自组装工艺制备了不同胶粒尺寸的ZnO光子晶体,探索了胶体自组装ZnO光子晶体的制备工艺,研究了自组装温度、溶剂、悬浮液浓度、热处理温度等因素对光子晶体排布平整度、周期性和空间紧密度的影响规律,对各种工艺条件下光子晶体的带隙特征进行了研究,试验结果表明,通过自组装工艺条件选择可实现对光子晶体带隙结构的可控性制备。     

单晶硅材料机械性能研究及进展

本文综述了硅材料的机械性能研究进展和相应的研究方法。利用高温拉伸、抗弯测试和显微压痕测试等研究手段 ,指出硅材料表面状况、位错和杂质是其机械性能的主要影响因素。表面损伤将降低硅单晶的拉伸屈服强度和抗弯强度 ;而位错的产生和滑移也可降低单晶的机械性能 ,但杂质对位错的钉扎将起到强化单晶机械性能的作用。     

定向凝固多晶硅的结晶组织及晶体缺陷与杂质研究

多晶硅是目前最主要的光伏材料,其结晶组织、缺陷和杂质含量显著影响太阳能电池的转换效率.通过控制硅锭定向凝固过程获得取向一致、粗大均一的结晶组织和采用各种吸杂及钝化方法降低杂质及缺陷对电学性能的影响是目前提高多晶硅太阳能电池转换效率的重要途径.介绍和评述了国内外包括本研究组对多晶硅的结晶组织及控制、晶体缺陷、杂质水平与分布及其与硅片性能关系的研究进展,并对当前的各种吸杂与钝化方法及其效果进行了总结.     

掺铒硅光致发光的研究

采用PECVD法生长的无定型硅和直拉晶体硅为衬底注入Er3 离子的掺铒硅 ,经快速退火后在 15K至 2 93K下均可获得波长为 1 54μm的很强的光致发光。研究了不同的氧含量、退火温度、测量温度和激发功率对掺铒硅光致发光强度的影响和规律 ,对其发光机理进行了初步的探讨     

Silicon Nanocrystal OLEDs: Effect of Organic Capping Group on Performance

The synthesis of highly luminescent, colloidally‐stable and organically‐capped silicon nanocrystals (ncSi) and their incorporation into a visible wavelength organic light‐emitting diode (OLED) is reported. By substituting decyl chains with aromatic allylbenzene capping ligands and size‐selecting visible emitting ncSi, superior packing density, enhanced charge transport, and an improved photoluminescence absolute quantum yield of the ncSi is obtained in the active layer of an OLED.