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基于Ⅲ-Ⅴ族材料制备的高效多结太阳电池最新技术进展

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

Si和GaAs衬底上的ZnTe、CdTe分子束外延材料的晶向倾角

王元樟 , 陈路 , 巫艳 , 吴俊 , 于梅芳 , 方维政 , 何力

人工晶体学报 doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2005.04.018

本文采用X射线双晶衍射二次测量法对φ76mm Si(211)和GaAs(211)B衬底上生长的ZnTe和CdTe外延层的晶向倾角进行了测量,发现对于Si和GaAs衬底,外延层的[211]均绕外延层与衬底的[0-11]复合轴朝[111]倾斜,其晶向倾角与晶格失配呈线性关系;通过实际测量验证了在外延层探测到的[133]峰代表[211]关于[111]旋转180°的[255]孪晶向.

关键词: 分子束外延 , 晶格失配 , 晶向倾角 , 孪晶

Ca掺杂Bi-Sr-Cu-O 体系的调制结构和超导电性研究

孙本哲 , 周思朗 , 王恒 , 祁阳

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.21.017

采用溶胶-凝胶方法合成了名义组分为Bi2Sr2-xCaxCuO6+δ(x=0.1、0.3、0.5、0.7和0.9)的系列样品,运用 XRD、TEM和四引线法,研究了钙掺杂对Bi-2201相晶体结构、点阵参数、非公度调制结构和超导临界转变开始温度(T C,onset )的影响。研究发现,钙原子已进入到 Bi-2201单胞内部,在整个掺杂体系内,Bi-2201单胞都能够维持正交点阵;随着钙掺杂量增加,正交单胞的c 轴长度逐渐减小,而当x>0.3时,Bi-2201相调制波矢的b 轴分量逐渐减小,而c 轴分量有所上升;电阻随温度变化曲线表明,当x=0.3时,T C,onset 达到最高,之后有所下降,这与调制波矢在b 轴分量的变化相一致,这种变化能够用晶格失配模型很好地解释。

关键词: 掺杂 , 非公度调制结构 , 超导临界转变开始温度 , 调制波矢 , 晶格失配

射频溅射ZnO作为GaN厚膜生长缓冲层的工艺研究

王如 , 杨瑞霞 , 张俊玲 , 徐永宽

功能材料

采用射频磁控溅射法制备出了适用于HVPE-GaN厚膜生长的ZnO缓冲层,利用X射线衍射(XRD)和原子力显微镜(AFM)和光致发光(PL)等分析方法表征了ZnO缓冲层以及HVPE-GaN厚膜的晶体性能.实验结果表明,采用溅射功率为60W、氩气压强为2.0Pa、蓝宝石衬底为室温条件下的溅射工艺获得了(0002)单一取向、晶界清晰、晶粒尺寸均一的ZnO薄膜,以它为缓冲层获得的GaN厚膜XRD的(0002)衍射峰半高宽(FWHM)为265secarc,室温PL谱未见明显黄光发射带.

关键词: ZnO缓冲层 , 晶格失配 , 三维岛状生长 , 射频磁控溅射

iLaAlO3、MgO和SrTiO3衬底上的La0.7Sr0.3MnO3薄膜输运和光诱导特性研究

谭兴毅 , 金克新 , 赵省贵 , 陈长乐

稀有金属材料与工程

利用溶胶-凝胶(Sol-gel)法制备了La0.7Sr0.3MnO3(LSMO)靶材,并采用脉冲激光沉积(PLD)的方法在LaAlO3(100)、MgO(100)和SrTiO3(100)衬底上沉积了外延薄膜,研究了衬底与薄膜之间的晶格不匹配度对LSMO薄膜输运和光诱导特性的影响.结果表明:随着晶格不匹配度(考虑符号)的增加,薄膜的相变温度升高,而电阻率和光电导△ρ值则减小.在低温金属相,光诱导致使电阻率降低;高温绝缘相光诱导则使得电阻率升高,在MgO和SrTiO3衬底上薄膜的光电导△ρ具有极大值和极小值,分析表明这一现象的出现可归结于双交换作用和极化子效应.

关键词: 锰氧化物薄膜 , 晶格失配 , 光诱导效应 , 双交换作用 , 极化子

金团簇Aun(n≤8)吸附在MgO(001)表面的第一性原理计算研究

刘靖 , 李顺方 , 李海生

材料导报

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法系统地对Aun(n≤8)吸附在MgO(001)表面的结构进行了详细的研究.分别给出了气相的Aun(n≤13)和吸附在MgO表面的Aun(n≤8)团簇的最稳定结构,比较了这两种情况下,Aun在结构、平均键长和磁矩方面的区别.结果表明,气相的Aun,在n≤13时团簇均为平面结构,而Aun吸附在MgO(001)表面上之后,从AU7就开始出现从平面结构向立体结构转变.吸附在MgO(001)表面上的Aun团簇在较小尺寸就发生二维到三维结构转变的原因可能是An键长与MgO(001)表面的晶格失配造成的.吸附在MgO(001)表面的团簇因受到表面极化而使得团簇上电荷分布发生变化,但是表面衬底和团簇之间的电荷转移量很小.

关键词: 吸附能 , 计算模拟 , 晶格失配

GaAs与Si之间过渡层的设计及其分析

谭红琳 , 王雪雯

功能材料

从理论上计算出GaAs/Si异质结在Si的(211)面上界面态密度最小,故GaAs在Si(211)面上生长晶格失配度较小.同时,为了缓解晶格失配,我们采用生长一层GaAs多晶层或Te过渡层得到较好的结果.

关键词: 晶格失配 , 界面态密度 , 过渡层

衬底与缓冲层的晶格失配对CeO2缓冲层外延生长的影响

王辉 , 曹丽云 , 王耀 , 金利华 , 吕建凤 , 李成山 , 黄剑锋

稀有金属材料与工程

采用金属有机沉积(MOD)技术在LaAlO3(LAO)、Y稳定的氧化锆(YSZ)和Ni-W衬底上沉积了CeO2缓冲层薄膜,并研究了衬底与缓冲层的晶格失配对其外延生长的影响.结果表明,随着衬底和缓冲层薄膜之间晶格失配的增大,缓冲层薄膜内部的压应变增加,晶界浓度增加,晶粒生长速率减小.衬底和缓冲层薄膜之间的晶格失配越小,越有利于薄膜织构度的增大.CeO2薄膜的表面形貌及粗糙度的演化对衬底和缓冲层薄膜之间的晶格失配并没有明确的依赖关系.

关键词: 涂层导体 , 缓冲层 , 晶格失配

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