太阳能发电面临的挑战与机遇

在所有可再生能源中,光伏太阳能只占一小部分,然而在早期采用它的国家中,如日本和德国,却对全球工业体系起到了促进作用,对未来能源需求产生了意义深远的影响。讨论了光伏模块的当前成本和计划中的成本以及为了拓宽光伏太阳能的应用,材料科学能够为降低此成本壁垒而作出贡献的途径。文章对当前统辖市场的相对成熟的单晶硅光伏电池和有可能降低光伏模块成本的薄膜光伏电池进行了比较,指出薄膜光伏电池的转换效率需要提高而且应该能够进行大规模生产。文中给出了当前碲化镉光伏电池材料研究的一些实例,并对它们应如何在将来进行改进提出了建议。     

Atomic scale imaging of monocrystalline Si （001） surface by molecular dynamic simulation

Non-contact atomic force microscopy(nc-AFM) atomic-scale imaging process of monocrystalline silicon surface using capped single-wall carbon nanotube tip is simulated by molecular dynamic method. The simulation results show that the nc-AFM imaging force mainly comes from the C-Si and C-C chemical covalent bonding forces, especially the former, the nonbonding Van der Waals force change is small during the range of stable imaging height. When the tip-surface distance is smaller than the stable imaging height, several neighboring carbon atoms at the tip apex are attracted, and some of them jump onto the sample surface. Finally the tip apex configuration is destroyed with the tip indenting further.     

高斯长脉冲激光辐照单晶硅温度场的数值模拟

建立二维轴对称模型,通过Matlab软件对长脉冲高斯激光与单晶硅相互作用的加热过程进行数值模拟。分析不同激光功率密度和辐照时间作用下单晶硅的温度分布和温度历史, 估算单晶硅的熔融损伤阈值和热量沉积深度。结果表明:单晶硅的熔融损伤阈值的功率密度I₀=0.22 MW/cm2且激光热量沉积深度大约在1 mm范围内; 单晶硅的温度随激光功率密度和辐照时间的增加而升高,且随着光斑半径方向的延伸与靶材厚度的增加而逐渐减小; 在脉冲作用期间,硅表面中心温度迅速上升,这主要由高斯激光的能量分布特点决定; 在激光作用结束后,辐照区的热量通过热传导效应从高温区向低温区转移,单晶硅的表面中心温度随时间的增加而缓慢下降, 最后趋于室温。     

退火条件对ZnO薄膜结构和光学性能的影响

采用溶胶-凝胶法在单晶硅Si(100)衬底上制备了ZnO薄膜,研究了退火温度对ZnO结构和光学性能的影响.实验发现,退火可以明显地改善ZnO薄膜的结构和光学性能.随着退火温度的升高,ZnO薄膜的晶粒增大,同时在室温下观察到明显的紫外发光现象,其紫外PL谱峰值变强,并有红移现象.     

单晶硅和单晶铝纳米切削过程比较

采用分子动力学模拟方法进行了单晶硅和单晶铝纳米切削过程的比较研究，硅原子间相互作用力采用Tersoff势计算，铝原子间和工件与刀具原子间相互作用力采用Morse势计算．通过对切削过程中切屑和加工表面、能量和切削力的分析，发现硅发生非晶态相应变换和切屑体积改变，但没有位错和弹性恢复产生；而铝发生的现象却与硅相反。     

碳酸钠／碳酸氢钠在太阳能电池织构化中的应用

利用Na2CO3／NaHCO3的混合溶液,以Na2SiO3作为添加剂,对单晶硅表面进行了各向异性腐蚀,研究了溶液中NaHCO3的含量、腐蚀时间和温度以及加入Na2SiO3量对绒面的影响．结果表明,硅片在含有10％Na2CO3／5％NaHCO3／5％Na2SiO3的腐蚀液中于90℃恒温腐蚀25min可制备出均匀的具有金字塔结构的减反射绒面;通过将织构液置于密封的环境下,可以增强小尺寸金字塔的均匀分布;腐蚀液中加入硅酸钠可以减小金字塔尺寸,降低表面反射率．     

BIPV——阳光新政

170年前，法国科学家贝克雷尔发现了“光伏效应”； 55年前，美国贝尔实验室首次研制成功单晶硅太阳能电池；     

半导体硅材料的进展与发展趋势

本文叙述了近年来国际国内半导体材料的发展状况及未来的发展方向，同时叙述了半导体工业对硅材料的要求，并提出了我国发展硅材料的建议。     

单晶硅的电化学钝化

常温下,用电化学氧化法在单晶硅表面形成 SiO_2钝化膜,钝化液可为有机溶液或纯水,控制电压能调节钝化膜厚度。测试并比较了钝化膜的基本性能。     

在单晶硅中批量加工横向移动结构

在横向样品方向生产出自由移动的单元将会对硅微机械结构的革命产生巨大影响.这种横向移动结构允许旋转和滑动,可以在传感器和执行器中应用.而这些应用到目前为止,由于现存工艺性能和成本的限制是不能达到的.