射频磁控溅射法制备薄膜电池电极及计算机模拟研究

本文介绍了薄膜锂离子电池电极的射频磁控溅射制备方法．研究了在特定实验条件下薄膜的生长过程及计算机模拟方法。     

银基复合透明导电薄膜作为薄膜太阳能电池前电极的研究

提出采用超薄银薄膜和具有陷光结构的薄TCO薄膜组成的复合膜层作为薄膜太阳能电池前电极,有效利用了超薄银膜的高电导性、高透过性,并解决了单银膜无法制作陷光结构以及在产业化生产过程中存在的激光选择性刻划问题。实验采用直流磁控溅射法在9个不同厚度的SnO2：F薄膜导电玻璃上制备方阻为3/,透过率为89%,厚度为10-15nm的超薄银膜构成前电极,并采用相同的工艺制作成单节的非晶硅薄膜太阳能电池组件,结果表明,方阻为80/的SnO2：F薄膜与超薄银膜构成的前电极能获得最佳的非晶硅薄膜太阳能电池输出性能,相比于普通的非晶硅薄膜太阳能电池输出功率提升了4%。     

电化学法制备CdSexTey薄膜及其光电性能

以Cd(NO3)2·4H2O,Na2 SeO3和Na2TeO3的混合液为电解液,采用电化学共沉积法在氧化铟锡(ITO)玻璃基底上制备了CdSexTey薄膜样品.探讨了沉积电压、水浴温度、沉积时间以及Cd,Te和Se物质的量比等制备条件对样品在模拟太阳光下的开路电压的影响.结果表明,在沉积电压为3.0V,水浴温度为50℃,沉积时间为30 min,n(Cd)∶n(Te)∶n(Se)=5.6∶1∶1时制备的CdSexTey薄膜具有较高的开路电压,其值可达到0.464 1 V.X射线衍射(XRD)分析结果显示,CdSexTey样品中含单质态Se,CdSexTey的3个主要衍射峰对应的晶粒尺寸分别为43.07,44.56和44.03 nm.能谱分析(EDS)结果显示,样品中Cd,Te,Se元素的质量分数分别是6.53％,6.25％和14.52％,原子数分数分别为1.68％,1.42％和5.32％.对Cd元素原子数分数进行归一化处理,则样品CdSexTey中x为3.17(其中有化合态Se2-为0.15,单质态Se为3.02),y为0.85.     

薄膜太阳能电池发展趋势

第九届国际光电学及工程技术研讨会于1996年11月11日至15日在日本宫崎县召开,太阳能发电低成本制造技术成为会上热点话题,其中引人关注的是材料成本低的薄膜太阳能电池,美国USSC和日本三洋电机公司采用非晶体Si膜制成的太阳能电池,光劣化后转换效率竟高达10％左右。 将太阳能电池置于屋顶供给家庭电力,显示出住户使用太阳能发电系统市场不断扩大的光明前景。 日本能源厅为了鼓励认购太阳能电池实行补助措     

TiO_2/SrTiO_3薄膜电极制备及其光电化学性能研究

采用商用P25TiO2为原料制备纳米多孔TiO2电极,用水热法在多孔TiO2表面包覆SrTiO3。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜及紫外-可见光谱仪对TiO2/SrTiO3薄膜电极进行表征。探讨了水热反应温度对TiO2/SrTiO3薄膜电极组装染料敏化太阳能电池(DSSC)的光电化学性能影响。结果表明:在纳米多孔TiO2电极表面生成了均匀的SrTiO3包覆层,且SrTiO3包覆的样品吸收边有红移;与TiO2薄膜电极相比,不同水热反应温度下制备的TiO2/SrTiO3薄膜电极组装DSSC的光电转换效率均有所提高,180℃时全光转换效率提高了24%。     

PI衬底柔性透明硅薄膜太阳能电池的制备及性能

利用硬质玻璃为载板,采用传统硅薄膜太阳能电池生产设备,在聚酰亚胺(PI)塑料薄膜衬底上沉积了B掺杂的ZnO(BZO)薄膜,并以此作为前电极制备了单节电池结构及多节串联一体结构的非晶硅(a-Si)太阳能电池;研究了PI衬底上BZO薄膜的光学及电学性能。结果表明,PI衬底上沉积BZO薄膜后在300~1 200 nm波长范围的透光率为76.63%,方块电阻19.7?/□。所制备的单节和多节串联一体结构的a-Si薄膜太阳能电池的转化效率分别达到6.45%和5.1%,封装后电池组件具有一定的透光性,透光率约达到30.2%。     

有机薄膜太阳能电池的研究进展

近年来,由于硅系太阳能电池的高纯硅原料价格昂贵,将低成本的有机半导体材料用于太阳能电池的研究越来越引起学术界的高度重视.而且有机半导体材料具有轻质量、柔韧易加工性、可低成本大面积制备等突出优点,使之具有很强的竞争力.介绍了有机薄膜太阳能电池及材料的工作原理,综述几种重要有机半导体的真空沉积镀膜法以及电池结构的研究进展.     

热电池用加热材料的性能研究

通过测试不同配比加热材料的性能，以及对这些性能参数的分析和比较，得出影响加热材料性能的一些因数，为热电池的加热系统设计提供参考。     

钒电池复合电极的制备及性能研究

为了提高钒电池电极的电化学活性,以聚乙烯为基体材料,炭黑、石墨、碳纤维为导电填料制备导电塑料板,用二次回归正交旋转组合设计对制备导电塑料板的原料含量建立数学模型y=0.5872–0.0309x1–0.237 0x2+0.032x3+0.0732x4+0.0566x22;将所制导电塑料板与经阳极氧化处理的石墨毡热粘结成复合电极。结果表明:导电塑料板的电阻率可达0.037.cm,抗拉强度可达67.3MPa,且稳定性良好。所制复合电极具有较好的电化学活性,用其组装单电池,在20×10–3A/cm2的电流密度下,电池的能量效率为77.8%,电压效率为79%,电流效率为98.5%。     

薄膜太阳能电池的研究进展

薄膜太阳能电池是缓解能源危机的新型光伏器件。评述了薄膜太阳能电池的优缺点,主要介绍了薄膜硅太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池和有机薄膜太阳能电池的研究现状,总结了它们各自在价格成本、光电转换效率及对环境影响等方面的特点,并对其发展趋势进行了展望。     

氮化硅薄膜MIM电容器的制备与性能研究

在被釉氧化铝陶瓷基片上,采用真空电阻蒸发法和等离子体增强化学气相沉积法制备了Au/NiCr电极薄膜及氮化硅(SiNx)介质薄膜,并对薄膜进行光刻图形化,制成了Au/NiCr/SiNx/Au/NiCr结构的MIM电容器。研究了所制电容器的介电性能、介温性能和I-V特性等电学性能。结果表明:所得MIM电容器具有很低的介电损耗(1MHz时tanδ为0.00192)及很高的电压稳定性;在–55～+150℃的范围内其1MHz时的电容温度系数为258×10–6/℃;另外,其I-V特性曲线显示出较好的对称性,漏电流密度较低,可承受较高的电压。     

石墨烯在锂离子电池电极材料中的应用

随着电子产品的普及,对锂离子电池的可逆容量、倍率充放电能力和循环稳定性提出了更高的要求。石墨烯由于其独特的电子共轭态和单一的原子层结构,具有优越的电子迁移性、大的表面积和良好的热和化学稳定性。因此,众多研究者致力于借助石墨烯的独有特性来改善锂离子电池正极和负极材料的综合电化学性能。本文对石墨烯在锂离子电池正负极材料中的应用情况以及面临的主要问题做了简要综述。     

几种紫外薄膜材料的光学及损伤特性分析

为进一步改善大型固体激光器3倍频用薄膜的光学及损伤特性,利用不同的测试方法系统对比研究了电子束蒸发方式制备的几种紫外薄膜的光学常数、晶体结构、表面粗糙度以及弱吸收和其激光损伤特性间的相互关系。研究表明:薄膜的弱吸收和其禁带宽度共同制约了其激光损伤阈值,而薄膜因晶相结构的产生而增大的表面粗糙度对其激光损伤阈值无影响。大弱吸收的薄膜其损伤表现为非常微小的吸收点向外扩张构成的较大的破坏点,而低弱吸收的薄膜其损伤则表现为瞬间吸收引起大的损伤。     

Termination materials for thin film resistors

The resistance of a thin film resistor can be considered as consisting of three parts: 1) the resistance of the resistor material, 2) the resistance of the termination material, and 3) the interfacial resistance. The aging of the interfacial resistance can dominate the aging of low valued resistors, especially under corrosive conditions. The interfacial resistance using a distributed parameter analysis is treated and a figure of merit which can be used to describe the aging of the interface is defined. Also, a sensitive method of measuring this quantity is introduced and a sampling of data on several different termination material systems is presented. The best results were obtained with Ti-Pd-Au. The conclusions drawn from the figure of merit are corroborated by adhesion and thermocompression bond strength studies.     

锂离子电池锡基负极材料研究进展

目前,商业上普遍使用石墨作为锂离子电池负极材料,由于其理论比容量较低(372 m Ah·g~(–1)),已经不能够满足锂离子电池的发展需求。研究发现,SnO_2作为负极材料可以和锂离子发生良好的可逆反应,且其可逆容量远高于石墨负极。但SnO_2在充放电过程中会出现颗粒粉化导致电极体积膨胀、裂解,从而影响锂电池的循环性能。通过加入石墨烯对SnO_2进行改性,不仅可以缓解SnO_2在运行过程中的体积膨胀,此外,石墨烯本身大的比表面积及良好的导电性,使得石墨烯/SnO_2材料具有较高的可逆容量及较好的循环稳定性。本文综述了几种不同方法制备石墨烯/SnO_2复合材料,在应用到锂离子电池负极材料时,均表现出良好的电化学性能。     

Thin film negative electrode based on silicon composite for lithium-ion batteries

The experimental results concerning the elaboration of the technology used to manufacture thin film negative electrodes for lithium-ion batteries based on Si–O–Al–Zn composites have been presented. The regimes of sputtering and the possibilities of controlling the structure and phase composition of the films, the methods used for the diagnostics of the structure and phase composition of the films, and the results of the electrochemical tests of the negative electrodes have been described.     

锰钴镍氧浸没式探测器制备及性能

基于化学溶液法制备了尖晶石结构氧化物锰钴镍氧Mn1.56Co0.96Ni0.48O4(MCNO)薄膜材料,研究了其电学性质及红外器件的探测性能,包括器件的响应率,时间常数和探测率.制作了厚度为8μm的MCNO薄膜及红外热敏探测器件,测量了材料的阻值-温度曲线.制作了基于半球形锗透镜的浸没式MCNO薄膜探测器,具有时间常数较小(~18 ms),响应率高(~4.4×103V/W)和探测率高(~5×108cm·Hz0.5/W)的优点.     

高性能钆铝锌氧薄膜晶体管的制备

本文研究并制备了钆铝锌氧薄膜和以钆铝锌氧为有源层的薄膜晶体管。钆铝锌氧薄膜材料的光致发光光谱和透过率说明钆铝锌氧薄膜在透明显示方向的应用潜力。透射电子显微镜揭示了钆铝锌氧薄膜的非晶态微观结构。钆铝锌氧薄膜晶体管显示了良好的转移特性和输出特性。器件开关比大于10~5、饱和迁移率约为10cm~2·V~(-1)·s~(-1)。实验结果表明,钆铝锌氧薄膜可用作氧化物薄膜晶体管的有源层材料;钆铝锌氧薄膜晶体管可作为像素电路的驱动器件。