付蕊
,
陈诺夫
,
涂洁磊
,
化麒麟
,
白一鸣
,
弭辙
,
刘虎
,
陈吉堃
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.07.020
基于Ⅲ-Ⅴ族材料制备的多结太阳电池由于优越的性能,在空间电源领域和地面聚光方面的应用越来越受到重视.介绍了多结太阳电池的高光电转换效率机理,并从材料选择、结构设计、优化生长工艺等方面讨论了研发Ⅲ-Ⅴ族高效多结太阳电池的实现方案和最新技术进展.重点探讨了采用GaInNAs(Sb)新材料、倒置生长、半导体键合等技术方法.其中,采用半导体键合技术制备的GaInP/GaAs//GaInAsP/GaInAs四结太阳电池光电转换效率为46％,也是目前实验室最高效率.此外,分析了Ⅲ-Ⅴ族高效多结太阳电池的发展方向,并对其前景进行了展望.
关键词:
Ⅲ-Ⅴ族化合物
,
高效多结太阳电池
,
半导体键合
,
晶格失配
郝瑞亭
,
申兰先
,
邓书康
,
杨培志
,
涂洁磊
,
廖华
,
徐应强
,
牛智川
功能材料
利用分子束外延方法(MBE)在GaAs(001)衬底上外延生长了GaSb薄膜,利用高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、原子力显微镜(AFM)、Hall效应(Hall Effect)和低温光荧光谱(LTPL)等手段对薄膜的晶体质量、电学性能和光学质量进行了研究.发现直接生长的GaSb膜表面平整,空穴迁移率较高.引入GaSb/AlSb超晶格可有效阻断进入GaSb外延层的穿通位错,对应的PL谱强度增强,材料的光学质量变好.
关键词:
GaSb
,
GaAs
,
分子束外延(MBE)
赵沛坤
,
涂洁磊
材料导报
通过在多层量子点体系中引入应变补偿层,改变量子点系统的应力场分布,可以控制生长过程中量子点的大小均匀性和密度,最终获得高质量、高密度的多层量子点体系,应用到量子点光电器件中,可改善器件的电学和光学性能.介绍了应变补偿层在量子点体系中作用的原理,常用的应变补偿材料体系,以及目前国内外对应变补偿技术的研究状况,最后提出了现存的问题和今后的发展方向.
关键词:
InAs量子点
,
应变补偿技术
,
太阳电池
白红艳
,
涂洁磊
,
肖祥江
,
付蕊
,
赵沛坤
,
李烨
人工晶体学报
采用真空电子束蒸发法制备TiO2/SiO2双层减反射膜,实现宽波段范围内的低反射率,以满足砷化镓三结太阳电池对入射光的需求.主要研究了基片温度、电子束流和充氧量对TiO2、SiO2单层膜性能(膜层厚度、折射率)的影响.研究过程中,按照三因素两水平的正交实验进行,用分光光度计对TiO2、SiO2薄膜样品的折射率进行测试.实验结果显示,两种氧化物介质膜的折射率均随基片温度和束流的升高而增加,随氧压的升高而降低,工艺参数对TiO2膜性能影响较大.
关键词:
TiO2/SiO2
,
减反射膜
,
电子束蒸发
,
折射率
白红艳
,
肖祥江
,
涂洁磊
,
赵沛坤
,
陈创业
材料导报
利用金属有机化合物气相沉积(MOCVD)技术生长了双层InAs/GaAs量子点,并将GaInP作为应力补偿层引入到其中,采用原子力显微镜(AFM)对量子点的结构和生长质量进行了表征与分析.实验结果表明,应变补偿层的采用可有效改善第二层量子点质量:(1)面密度最高可达7.5×1010 cm-2,而没有应变补偿层的样品的面密度仅为5.8×1010 cm-2;(2)缺陷岛密度可从不采用应变补偿时的9.6×107 cm-2降低至2.8×107 cm-2;(3)量子点的均匀性和尺寸也明显改善.此外,不同应变补偿层厚度比较实验结果显示,厚度过高或过低的应变补偿层都不能起到很好的补偿作用,取1～3 nm之间为佳;不同GaInP补偿层组分的比较实验结果表明,Ga组分为0.566的样品补偿效果比0.606的样品更好.
关键词:
InAs量子点
,
GaInP应力补偿层
,
厚度
,
组分
肖祥江
,
涂洁磊
人工晶体学报
本文设计并制备了适用于砷化镓(GaAs)多结太阳电池的TiO2/SiO2双层减反射膜,通过实测反射谱来验证了理论设计的正确性.利用编程分析了TiO2、SiO2单层膜的厚度及其折射率对双层膜系反射率的影响.结果显示,在短波范围(300 ～600 nm),TiO2膜厚对反射率的影响要大于SiO2,而SiO2折射率对反射率的影响比TiO2大；在中波范围(600～900 nm),随着单层膜的厚度和折射率的增加,双层膜系反射率存在一个最小值,变化趋势是先降低,而随后增加.同时,计算结果得到SiO2和TiO2的最优物理膜厚分别为78.61nm和50.87nm,此时在短波段中心波长λ1=450nm处最小反射率为0.0034％,在中波段中心波长λ2=750nm处最小反射率为0.495％.采用电子束蒸发法在GaAs基底上淀积TiO2/SiO2双层膜,厚度分别为78 nm和5O nm.实测短波和中波相应的反射率极小值分别为0.37％和2.95％,与理论结果吻合较好.
关键词:
GaAs多结太阳电池
,
TiO2/SiO2双层减反射膜
,
电子束蒸发
,
折射率
涂洁磊
,
陈庭金
,
王履芳
工程热物理学报
为充分利用太阳光的短波部分,将AlxGa1-xAs设计为电池的又一个光伏工作层,并引入固定负电荷,建立界面感应势垒,形成MIp+-AlGaAs感应结,有效降低界面对光生电子的复合.以制作工艺简单的p+-AlGaAs/p-GaAs界面,将感应结与p/n-GaAs部分连接起来,构成新型高效率复合结构MIp+-Al0.3Ga0.7As/p-n-n+-GaAs太阳电池.其I-Ⅴ特性理论研究结果表明,选择合适的负电荷面密度数和Al0.3Ga0.7As层的掺杂浓度,即:建立合适高度的感应势垒,可显著降低界面复合速度近8个数量级.优化设计得到的整个电池的效率为31.5%,较传统的窗口层电池有明显提高.
关键词:
MI-AlGaAs/GaAs太阳电池
,
固定负电荷
,
感应势垒
,
Ⅰ-Ⅴ特性
付蕊
,
化麒麟
,
涂洁磊
人工晶体学报
采用电子束蒸发法在不同衬底温度下,150℃、200℃、250℃和300℃,制备了ZnS薄膜；用X射线衍射仪、原子力显微镜、膜厚仪和紫外-可见光-近红外分光光度计分别表征ZnS薄膜的晶体结构、表面形貌和光学特性；并分析了不同衬底温度对薄膜的结构和光学特性的影响.结果表明:在硅衬底上制备的ZnS都为多晶薄膜,具有闪锌矿β-ZnS结构；随衬底温度升高呈(111)晶面高度择优取向,平均晶粒尺寸有所增大,内应力、位错密度、折射率和吸收系数有所减小,禁带宽度随之增大；衬底温度为300℃时制备的薄膜表面均匀致密,呈现较优的结构和光学性能.
关键词:
电子束蒸发
,
ZnS薄膜
,
衬底温度
,
微结构
,
光学特性
郑振荣
,
顾振亚
,
霍瑞亭
,
叶永红
,
张之秋
高分子材料科学与工程
基于"荷叶效应"原理,利用聚偏氟乙烯(PVDF)涂膜构筑微米结构,氧等离子体诱导化学沉积法构筑纳米结构.采用接触角测量仪、原子力显微镜及X光电子能谱仪等研究了PVDF膜表面的微结构及化学组成与疏水性能的关系.结果显示,PVDF溶液涂膜后可形成直径8μm的微球,甲基三氯硅烷修饰的PVDF膜与水的接触角为157°;二甲基二氯硅烷/甲基三氯硅烷混合液修饰的PVDF膜的表面接触角为155°,滚动角2°;集灰实验证明,两种修饰方法制备的PVDF膜均具有良好的防污自洁性能.
关键词:
荷叶效应
,
超疏水性
,
化学浴沉积
,
防污自洁
黄振兴
,
李晨晨
,
金旭琴
,
姜秋实
,
马阳春
,
吕春辉
,
滕跃
环境化学
doi:10.7524/j.issn.0254-6108.2016.08.2016031802
新洁尔灭是一种重要的化学除藻剂,为了探讨新洁尔灭的二次污染问题及其对水生生物可能存在的环境风险,本文在模拟生理条件下利用多种光谱技术和分子模拟技术研究了除藻剂新洁尔灭对鲱鱼精子DNA(hs-DNA)的作用机制,探讨了二者的结合特性和作用力类型,研究了新洁尔灭对hs-DNA空间结构的影响.结果表明,新洁尔灭对hs-DNA没有荧光猝灭作用,新洁尔灭对hs-DNA的空间结构也没有显著影响.通过光谱技术和分子模拟,验证了新洁尔灭与hs-DNA是以沟槽作用相结合且二者作用力类型主要为范德华力.该研究从分子光谱学角度验证了新洁尔灭的低毒性,阐明了新洁尔灭与hs-DNA的结合模式和作用力类型,为评价新洁尔灭的二次污染问题提供了参考.
关键词:
新洁尔灭
,
鲱鱼精子DNA
,
多种光谱技术
,
分子模拟
