色散效应对钝化硅太阳电池减反射膜系设计的影响

在考虑折射率色散效应基础上,以加权平均反射率作为评价函数,通过智能优化算法对空间硅太阳电池减反射膜进行优化设计,得到了最佳的膜厚参数,并与不考虑色散下设计的减反射膜进行了比较。对MgF2/TiO2,SiO2/TiO2双层减反射膜,与不考虑色散情形相比,考虑色散下优化后的最小加权平均反射率分别减小了36.6%和37.6%;对具有厚度为15 nm的SiO2钝化层的硅太阳电池的MgF2/TiO2,SiO2/TiO2减反射膜重新优化设计,与不考虑色散情形相比,考虑色散下优化后的最小加权平均反射率分别减小了43.9%和33.7%;对具有不同厚度钝化层的空间硅太阳电池,在考虑色散下进行了减反射膜的优化设计。结果发现,随着钝化层厚度的增加,所得减反射膜的最小加权平均反射率也随之增大,减反射效果越来越弱。最后,在考虑与未考虑色散情形下,将钝化层膜厚也作为反演参量后重新设计。结果表明:在色散情形下所设计的减反射膜更佳,对于MgF2/TiO2/SiO2（钝化层）膜系,最佳膜厚参量为d1（MgF2）=97.6 nm,d2（TiO2）=40.2 nm,d3（SiO2）=4.9 nm;对于SiO2/TiO2/SiO2（钝化层）,最佳膜厚参量为d1（SiO2）=85.1 nm,d2（TiO2）=43.4 nm,d3（SiO2）=1.8 nm。     

低红外发射率TiO2/Ag/TiO2纳米多层膜研究

利用磁控溅射在玻璃衬底上制备了具有良好的光谱选择性透过率的TiO2/Ag/TiO2纳米多层膜.通过用X射线衍射、扫描电子显微镜、UV-VIS-NIR分光光度计、傅里叶红外光谱仪对样品进行表征,优化了薄膜的制备工艺,研究了多层膜的光学特性.结果表明,当Ag膜的厚度为12nm时,多层膜具有高的可见光透过率和优良的导电性能.样品在555nm波长处的透过率最高达93.5%,红外波段平均反射率为90%左右,8μm～14μm波段红外发射率ε＜0.2.Ag层厚度的增加使可见光高透过率波段变窄,透过率下降.内层及外层TiO2厚度的变化引起薄膜可见光透过峰的位置及强度发生变化,外层的影响高于内层.     

不同退火过程对紫外HfO2/SiO2,Y2O3/SiO2多层膜性能的影响

采用直升式和阶梯式加热法对电子束热蒸发镀制出的HfO2/SiO2,Y2O3/SiO2多层膜进行了400℃的退火处理,发现采用阶梯式加热法退火后多层膜在190～300 nm范围内的峰值反射率均得到提高,说明此种后处理方法可能会改善膜层在紫外波段的光学性能.再对HfO2,Y2O3的单层膜进行相应的退火处理,发现退火后HfO2膜层的物理厚度减小从而发生监移现象;直升式退火使Y2O3膜层的折射率变小引起蓝移.阶梯式退火使得Y2O3膜层的物理厚度减小引起蓝移.对退火前后样品的微结构进行X射线衍射(XRD)法测量发现,退火可以使材料进行品化,并且采用直升式加热法后材料的结晶度更大,从而膜内散射变大,会引起膜层反射率的轻微降低.     

真空紫外光学薄膜及薄膜材料

概述了真空紫外(VUV)波段光学薄膜及薄膜材料的研究进展,金属Al膜因到短至80nm还能提供较高的反射率而得到普遍关注,在高真空和30 nm/s左右沉积速率下沉积了保护层的金属Al膜在157 nm处反射率可达90%.介质氧化物薄膜机械应力小,环境稳定性比氟化物薄膜好,在190 nm以上波段应用较广泛,但在180 nm以下波段吸收大大增加而应由氟化物薄膜取代.氟化物薄膜带宽大、吸收系数小,沉积了致密SiO2保护层的氟化物高反膜,在中心波长180 nm处可得到接近99%的反射率,而且膜系的稳定性和抗激光损伤也大大提高.氟化物减反膜在157 nm处可得到0.1%以下的反射率;到目前为止氟化物薄膜最好的沉积工艺是电阻热蒸发.     

太阳电池减反膜的设计

设计良好的减反膜系,提高太阳电池的光电转换效率是太阳电池研制中的一个重要问题.文章从减反膜理论出发,利用计算机软件模拟分析,获得了单层膜、双层膜系反射率百分比与波长的关系,并给出了具体入射波长(即632.8 nm、800 nm)条件下膜的最佳厚度.采用PC1D软件模拟了覆盖减反膜的单晶硅电池的I-V曲线,证实电池转换效率大大提高.研究结果可应用于太阳电池的设计中.     

遗传算法设计电磁屏蔽减反膜

将电磁屏蔽层ITO薄膜作为一层光学薄膜,与TiO2、SiO2、MgF2一起,设计了宽带电磁屏蔽减反膜。给出了含有单层、双层、三层ITO的电磁屏蔽减反膜的膜系结构,其在可见光范围内剩余反射率均小于0.5%,满足ISO9211标准。该薄膜既具备光学减反效果,同时又具备电磁屏蔽功能,可以用作电磁屏蔽视窗。     

808nm大功率半导体激光器腔面光学膜工艺

用电子束蒸发离子辅助镀膜方法为808nm大功率半导体激光器镀制了SiO2/TiO2高反膜及SiO2或Al2O3减反膜,结果表明镀膜后激光器外微分量子效率明显提高(由0.7提高到1.24),而且可在一定范围内调节阈值电流密度,器件寿命也有很大提高.对这种方法所镀制的SiO2/TiO2膜用作808nm半导体激光器高反膜的可行性进行了分析和探讨,认为是一种可行的方法.     

物理冶金多晶硅太阳电池叠层钝化减反射结构模拟

采用PC1D模拟软件对p型物理冶金多晶硅太阳电池的SiO2/Si Nx/SiNx叠层钝化减反射结构进行了计算模拟。结果表明:在SiNx/Si Nx双层减反射结构中引入SiO2钝化层后可以明显改善电池的外量子效率与表面减反射效果,并最终提高电池转换效率;随着SiO2膜厚度的增加,电池表面反射率呈先降低后增加的趋势,而电池外量子效率及转换效率则呈现出相反的趋势。二氧化硅膜厚度在2~8 nm时,电池转换效率变化不大,并在6 nm时效率达到最大值18.04%,当二氧化硅膜厚度大于8 nm后电池转换效率会出现明显下降。     

TiO2/SiO2纳米多层膜光学特性研究

采用磁控溅射方法在玻璃基底上制备了TiO2／SiO2纳米多层膜,用椭偏仪测试了薄膜的厚度和折射率。黑体实验研究表明,TiO2／SiO2纳米多层膜在800nm～1600nm区域内对红外线的吸收较好,且吸收率随着温度的升高而增大。红外光谱研究表明, TiO2／SiO2纳米多层膜在2300cm-1～2900cm-1区域内对红外线的吸收较好。     

窗口层对三结电池双层减反膜的影响

窗口层的厚度对高效三层太阳能电池具有重要影响。本文针对太阳能电池的地面应用,优化了三节电池（Ga0.5In0.5P/In0.02Ga0.98As/Ge）的双层反射膜（SiO2/TiO2, SiO2/ZnS）。同时讨论了在双层减反膜优化结构下,变化Al0.5In0.5P窗口层厚度引起反射率的变化。     

Li_2O-B_2O_3-SiO_2掺杂低温烧结CLST陶瓷的介电性能

通过Li2O-B2O3-SiO(2LBS)玻璃的有效掺杂,低温液相烧结制备了16CaO-9Li2O-12Sm2O3-63TiO(2CLST)陶瓷。研究了LBS掺杂量对其烧结性能、相组成及介电性能的影响。结果表明:通过掺杂LBS,使CLST陶瓷的烧结温度由1300℃降至1000℃,且无第二相生成。随LBS掺杂量的增加,tanδ显著降低,τf趋近于零。当w(LBS)为10%时,CLST陶瓷在1000℃烧结3h获得最佳介电性能:tanδ为0.0045,τf为4×10–6/℃,虽然εr由105.0降至71.0,但仍属于高εr范围。     

K_2O-B_2O_3-SiO_2/Al_2O_3 LTCC复合基板材料性能研究

采用K2O-B2O3-SiO2玻璃与Al2O3复合烧结,制备了K2O-B2O3-SiO2/Al2O3低温共烧陶瓷(LTCC)复合基板材料,研究了不同组分含量对体系微观结构和性能的影响。结果表明,复合基板材料的相对介电常数εr和介质损耗均随着Al2O3含量的增加而增加,当Al2O3质量分数为45%时,复合基板材料的介质损耗为0.0085,εr为4.55(1MHz)。抗弯强度可达到160MPa。     

掺钛和锆改性的钙硼硅系微晶玻璃之性能

以TiO2、ZrO2为改性剂,制备CaO-B2O3-SiO2系微晶玻璃。对其烧结和介电性能进行了研究,并采用XRD,SEM对微观结构进行了探讨。结果表明:添加适量的TiO2或是混合添加TiO2、ZrO2均能改善CaBSi系微晶玻璃的性能。混合添加比单一添加TiO2更有效。结合材料的烧结性能、介电性能和微观结构,以840℃烧成的添加w(TiO2)为2%、w(ZrO2)为2%的试样性能最佳,其εr为7.1、tanδ为3×10–3,在20~400℃之间的热膨胀系数为7.8×10–6℃–1。     

掺Sm2O3的SnO2纳米粉体对C2H2气敏特性的研究

用化学沉淀法制备了SnO2纳米材料,利用XRD和SEM对合成产物进行了表征.采用旁热式结构制成了以SnO2为基体材料,掺杂Sm2O3的气体传感器.通过元件对C2H2气敏特性的测试表明:Sm2O3的掺杂可以明显地提高SnO2气敏材料对C2H2气体的灵敏度,当工作温度为180℃,C2H2浓度为1000ppm时,元件的灵敏度为64,响应恢复时间分别为3和20s.讨论了不同相对湿度对元件气敏特性的影响.     

掺Sm2O3的SnO2纳米粉体对C2H2气敏特性的研究

用化学沉淀法制备了SnO2纳米材料,利用XRD和SEM对合成产物进行了表征.采用旁热式结构制成了以SnO2为基体材料,掺杂Sm2O3的气体传感器.通过元件对C2H2气敏特性的测试表明:Sm2O3的掺杂可以明显地提高SnO2气敏材料对C2H2气体的灵敏度,当工作温度为180℃,C2H2浓度为1000ppm时,元件的灵敏度为64,响应恢复时间分别为3和20s.讨论了不同相对湿度对元件气敏特性的影响.     

掺CeO2纳米MnO2非对称超级电容器的研究

采用化学共沉淀法制备出超级电容器用掺CeO2的MnO2电极材料,通过XRD、SEM对样品进行了表征,研究了掺杂量对MnO2电极稳定性能的影响。结果表明,产物主相为α-MnO2,粒度分布较均匀,在50～100nm;在6mol/L的KOH电解液中,该掺杂MnO2电极材料具有优良的电容行为和循环稳定性能。当掺CeO2量为10%(与MnO2的质量比)时,在电流密度为250mA/g时,比电容量达257.68F/g;循环500次,容量仅衰减1.18%。     

草酸氧钛酸分解法制备纳米金红石型TiO_2粉体

用硫酸钛与草酸按比例配合 ,析出草酸氧钛酸晶体 ,将其洗涤后在 75 0～ 82 0℃焙烧 ,因草酸氧钛酸分解时 ,其分子中较大部分成分以气体 :CO2 、CO、水蒸气形式挥发到空气中 ,从而固态产物成为纳米级的金红石型二氧化钛粉体。用透射电子显微镜 (TEM)测定 ,其粒径范围为 10～ 35 nm;用 X射线衍射 (XRD)测定 ,其晶型为金红石型。     

镁铝硅钛铈系微晶玻璃的显微结构及介电性能

选取工业纯原料,采用熔融法制备了镁铝硅钛铈系微晶玻璃,研究其在不同晶化温度下的显微结构及微波介电性能。结果表明:随着晶化温度的提高,微晶玻璃的εr先增大后减小,在1000℃时达到最大值;同时微晶玻璃中晶粒逐渐长大,残余玻璃相减少,tanδ降低;当晶化温度超过1200℃时,晶粒粗化,tanδ略有升高。所制微晶玻璃在微波频率(8GHz)下,其εr在8.55~14.61可调,tanδ小于8×10–4,是一种性能优良的微波介质材料。     

SiO_2包覆纳米TiO_2的初步探讨

为了改善纳米TiO2的分散性,利用表面包覆技术,在TiO2的表面形成致密的SiO2膜,以达到改性的目的。讨论了SiO2包覆纳米TiO2的作用、机理和包覆工艺条件,并对包覆后的TiO2通过透射电子显微镜、Z-3000Zeta电位与粒度分布仪以及红外光谱分别进行分析。实验结果表明,包膜后的TiO2表面状态发生了变化,TiO2在水溶液中的分散性能得到明显改善。由红外光谱得知,这种包覆不仅是物理包覆,也是一种化学键合,在TiO2的表面形成Ti—O—Si键。     

Bi2O3添加剂对Ag2O-Nb2O5-Ta2O5介电性能的影响

以Bi2O3为添加剂，研究其不同质量比对Ag2O-Nb2O5-Ta2O5(ANT)系统介电性能的影响。用XRD衍射和SEM扫描作为技术手段，研究其不同质量比对Ag2O-Nb2O5-Ta2O5系统微观结构的影响。