多孔硅制备及在太阳能电池中的应用研究进展

多孔硅是通过对单晶硅片进行电化学腐蚀或适当的化学腐蚀而形成的一种纳米结构半导体材料。多孔硅纳米材料因其巨大的表面积、可调谐的光学性质和良好的相容性，被广泛应用于电子器件、生物传感、化学传感、药物传递、生物芯片等诸多领域。当前研究的挑战主要在于开发更简单高效的多孔硅纳米材料合成方法以及提高其在实际应用中的表现。综述了多孔硅纳米材料的制备方法及其光致发光在太阳能电池领域中的应用。     

多孔网络结构玻璃材料的制备及其应用研究

主要介绍了高硅氧多孔网络结构玻璃光学基片、微珠和多孔光纤的制备方法及其在特种物质分离、负载、光学传统以及进行纳米复合制备新的光电材料等方面的应用研究情况，并分析了其技术发展和应用前景。     

源于溪木贼的高性能锂离子电池三维多孔生物质硅/碳复合负极材料

锂离子电池硅基负极材料的理论比容量比传统石墨材料高10倍, 是最有前途的锂离子电池负极材料之一。然而硅基纳米材料的制备工艺复杂、成本高昂, 严重限制了锂离子电池硅负极的商业应用。本工作采用溪木贼为原料, 通过深度还原、浅度氧化和碳包覆工艺制备了三维多孔生物质硅/碳复合材料(多孔3D-bio-Si/C)。三维多孔结构不仅有利于Li⁺的快速传输, 而且提供足够的空隙缓解在脱-嵌锂过程中发生的体积变化。得益于三维结构中大量的孔隙和高强度的外部碳层, 多孔3D-bio-Si/C制备的电极表现出优异的电化学性能。当电流密度为1 A/g时, 多孔3D-bio-Si/C的可逆容量为1243.2 mAh/g, 循环400次后仍可保持933.4 mAh/g, 容量保持率高达89%。利用溪木贼作为生物质硅源制备高性能硅基负极材料, 实现了低成本、可规模化、绿色和可持续的合成路线, 有望为Si基锂离子电池负极材料的商业应用打下基础。     

高孔隙率金属多孔材料的制备技术与应用

高孔隙率金属多孔材料是一种兼具结构和功能材料优点的新型优质金属材料,拥有高孔隙度、高的比表面积、高连通孔隙度、良好的导电导热性等多种优异性能,在生产实践和科技生活中有着广泛的应用。综述了常见的高孔隙率多孔材料的制备方法,并总结了对应方法在制备高孔隙率多孔材料方面的最新研究成果;分析和讨论了部分制备技术的优缺点以及成功制备出高孔隙率多孔材料的关键点和难点;归纳了在制备高孔隙率金属多孔材料时不同制备技术的适用范围和优势;介绍了高孔隙率金属多孔材料在过滤分离、生物医学、电池和催化、吸声降噪、高效热交换等应用领域的研究现状,最后指出制备高孔隙率金属多孔材料现存的问题并对其未来发展趋势进行了展望。     

制备温度对多孔硅光学特性的影响(英文)

本文不同的温度下制备多孔硅.通过荧光光谱、光吸收谱、X射线光电子谱研究了多孔硅的光和结构特性.研究结果表明存在着一个制备临界温度343 K,当制备温度从临界温度之下提高到临界温度之上时,多孔硅的荧光和光吸收从红移转向蓝移,同时硅2p电子结合能也从减小转向增大.     

锂离子电池硅碳负极材料的制备及其结构设计研究进展

硅基材料理论容量高、电位低、自然资源丰富，是最理想的锂离子电池负极材料。但是硅基负极在锂化和脱锂过程中巨大的体积变化，导致了硅基负极的循环稳定性与导电性差，阻碍了其实际应用。硅碳复合材料可将碳材料的高导电性和机械性能与硅基材料的高容量和低电位的优势相结合。综述了硅碳负极材料的主要制备方法，总结了硅碳复合材料的结构设计，并对未来碳硅材料的研究工作进行了展望。     

去合金化制备纳米多孔金属材料的研究进展

用去合金化制备的孔隙尺寸小于100nm的纳米多孔金属材料,开拓了多孔金属材料一个新的应用领域.目前的研究主要集中于通过不同的合金体系制备出不同的纳米多孔金属,分别介绍了纳米多孔金、铂、铜、钯、钛的制备工艺,并对孔洞形成的溶解-再沉积机制、体扩散机制、表面扩散机制、渗流机制及相分离模型进行了简述.对纳米多孔金的现有研究表明,纳米多孔金具有良好的化学稳定性、高的比表面积以及高的屈服强度,目前应用研究包括作为热交换器、传感器及催化材料等方面.     

凹凸结构纳米多孔氧化硅的制备

采用金属辅助化学反应刻蚀法制备了具有凹凸结构的纳米多孔氧化硅，利用光学显微镜、原子力显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等，研究了刻蚀时间对纳米多孔氧化硅形貌结构的影响。结果表明：刻蚀初期在强氧化性酸的作用下，硅表面形成一层氧化硅薄膜，进一步刻蚀，氧化硅薄膜出现规则的周期性凹凸结构裂纹。最后展望了这种凹凸结构纳米多孔氧化硅的应用前景。     

硅的阳极氧化研究——多孔硅的制备及其发光机制

评介了阳极氧化方法制备多孔硅（Ｐｏｒｏｕｓ Ｓｉｌｉｃｏｎ）的工艺，讨论了多孔硅的形貌及发光机制。     

多孔硅与聚甲基丙烯酸甲酯复合光致发光特性研究

多孔硅与有机材料复合可以改善多孔硅的光致发光特性。用化学腐蚀的方法制备了多孔硅，通过不同方法实现了多孔硅与聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的复合。实验结果表明，用旋涂法实现的PMMA固化后再与多孔硅复合而制得的样品的结果最好，它与原始的多孔硅样品相比，发光峰发生了蓝移而且发光强度下降很小。PMMA层有限的厚度和PMMA对多孔硅表面的保护使复合后发光强度下降很小。制备的多孔／PMMA复合体系的发光强度几乎不随时间而下降，这可能是由于PMMA有效地隔绝多孔硅与空气的接触，保护了多孔硅的表面，不会产生更多的悬挂键。     

适用于微型燃料电池扩散层的多孔硅的可控制备工艺研究

多孔硅以其多孔结构及大的表面体积比等特点被认为是可在基于MEMS技术的微型燃料电池中代替碳 纸、碳布作为扩散层的材料. 本文考虑传统碳纸、碳布作为扩散层的要求, 并结合多孔硅材料的特点, 选用n<100>(0.04～0.15 Ω·cm)单晶硅进行了多孔硅制备工艺的研究; 考察了腐蚀液的浓度、电流密度和氧化处理时间对多孔硅的孔隙率、孔深度及氧化速率 的影响, 实现了多孔硅的可控制备. 孔隙率为40%、孔径为350～700nm、厚度为60μm的多孔硅膜电极经循环伏安测定, 在0.5mol/L H₂SO₄溶液中, 表现出与碳纸相近的电活性, 显示了潜在的应用价值.     

太阳能级硅制备新技术研究进展

硅原料已经成为光伏产业发展最主要的瓶颈之一，为了满足太阳能电池工业的迅速发展，研究开发不依赖于半导体硅生产的低成本太阳能级硅制备方法是非常必要的。近几年来在制备太阳能电池用多晶硅新工艺、新设备和新技术等方面的研究开发非常活跃，并出现了众多的研究新成果和技术上的新突破，这也预示着世界多晶硅工业化生产技术一个新的飞跃即将到来。[编按]     

图案化厚膜多孔硅制备与表征

图案化多孔硅是微电子、微机械、光电子器件的重要组成部分.实验以含Si3N4保护层的光刻单晶硅片为基底,采用电化学阳极氧化法制备图案化厚膜多孔硅,分析阳极氧化前后Si3N4保护层表面形貌变化特征和光刻尺寸对图案化多孔硅宽度、膜层厚度的影响规律,表征图案化多孔硅的结构、组成与发光性能.结果表明,氧化前Si3N4保护层局部区域出现枝晶,阳极氧化后形成不均匀孔状结构;制备的图案化多孔硅膜厚62～83μm,其横向扩展程度和膜层厚度均随光刻尺寸增大呈减小趋势;图案化多孔硅微结构含大量不规则裂纹和硅柱,新鲜制备的表面含Si-Hx键,其光致发光峰值波长650nm.     

硅基单结太阳能电池的制备技术、缺陷及其性能的研究

首先综述了硅基单结太阳能电池的分类、制备方法及进展,介绍了化学气相沉积法、液相外延法(LPPE)、金属诱导结晶法(MIC)、磁控溅射法以及分子束外延法等各种硅基太阳能电池的制备方法,阐述了各种制备工艺的优缺点。其次,总结了单晶硅、多晶硅以及非晶硅太阳能电池在组织结构、缺陷方面的研究现状。最后,对硅基太阳能电池的机械、电学、光学以及光电性能等方面的研究进展做了论述。     

多孔硅与聚乙烯咔唑复合光电性能研究

用旋涂法实现了多孔硅与聚乙烯咔唑(PVK)的复合，研究了多孔硅／PVK复合体系的光学性能和电学性能。PL谱的测试发现，复合体系的PL同时具有多孔硅和PVK的峰。此外，在485nm的位置出现了一个新峰，讨论了这个峰的来源。I-V特性测试表明，多孔硅/PVK异质结与多孔硅相比。I-V曲线呈现更好的整流特性，讨论了其原因。     

硅基太阳能电池与材料

综述了近年来国内外硅基太阳能电池及其材料的研究和发展现状；探讨了硅材料的制备工艺与材料的性能，以及采用它们所生产电池的优势与不足；并展望了硅基太阳能电池的发展趋势。     

硅纳米管的各种制备方法

硅纳米管作为一种新型一维纳米材料,因其独特的性质有望在纳米电子器件、锂离子电池、传感器、场效应晶体管、磁性纳米器件、储氢器、光电子器件、场发射显示器件和量子计算机等方面获得非常广泛的应用.虽然研究人员早已在实验室中制备出硅纳米管,但是目前关于硅纳米管的研究报道不多,特别是关于硅纳米管的各种制备方法和不同种类型硅纳米管表征的综述类报道非常少.本文综述了关于硅纳米管几种最新及典型的制备方法,同时分析了几种典型硅纳米管的表征.最后总结了关于硅纳米管各种制备方法的优缺点,并且提出了几种改善硅纳米管性能的方法及在未来的研究重点.通过对硅纳米管最新研究进展的介绍以及相关叙述,希望能对硅纳米管未来的研究和应用提供帮助.     

用脉冲电化学法在低HF浓度下制备多孔硅的研究

用脉冲电化学阳极氧化的方法在5％的低HF浓度下获得多孔硅。多孔硅的形成和脉冲电场的施加、去除过程中与电解液－硅半导体体系中物理化学过程的变化有关。在施加电场的间隙，由于Si／电解液界面处HF的补充，SiO2的溶解增强，使得在低HF浓度下Si的溶解速率比其氧化速率高，从而导致多孔硅的形成。同时，在高电场作用下，由于产生了高浓度的空穴，使得氧化层变厚，导致在低HF浓度或大电流密度下多孔硅的平均孔径增大。     

多孔SiO2/壳聚糖复合小球的制备研究

以工业硅溶胶为硅源，采用溶胶-凝胶技术和滴液成球法制备了多孔SiO2／壳聚糖复合小球，研究了N，N-二甲基甲酰胺的引入对复合小球性质的影响。利用FTIR、SEM和BET吸附对小球的微观结构、形貌和性质进行了研究。结果表明，多孔SiO2／壳聚糖复合小球是直径为1.93～2.61mm、密度为0.435-0.447g／cm^3的轻质多孔球体，其比表面积为134.11～174.53m^2/g，孔径分布在5～55nm。引入N，N-二甲基甲酰胺后，小球的孔径减小，比表面积增大。     

多孔硅的制备及其吸杂处理对电学性能的影响

多孔硅吸杂是减少晶体硅中杂质和缺陷,提高太阳能电池转换效率的有效方法。采用电化学腐蚀方法在单晶硅片上制备多孔硅,通过观察多孔硅的形貌、结构及单晶硅片的电阻率变化,研究不同电流密度制备的多孔硅对吸杂效果的影响,并从多孔硅的结构出发探究多孔硅吸杂的机理。结果表明,随电流密度增加,孔隙率明显增加,多孔硅在电流密度为100mA/cm2时,孔隙率最大;电流密度越大,多孔硅伴随所产生的弹性机械应力增加,晶格常数相应增加,这两个因素都有利于缺陷和金属杂质在多孔硅层-基底界面处迁移和富集,导致单晶硅吸杂后电阻率增大。