摘要：本征薄层异质结(HIT)太阳能电池具有优异的性能,包括效率高、成本低、稳定性好、制备温度低等。本研究利用磁控溅射技术在p型单晶硅(p-c-Si)衬底上制备一定厚度的本征非晶硅薄膜(i-a-Si),以磷纸为扩散源,通过快速热扩散(RTD)方法进行扩散得到具有p-n结的掺杂非晶硅层(n+-a-Si),最终得到n+-a-Si/i-a-Si/c-Si的异质结结构。系统地研究了扩散过程对a-Si膜(包括i-a-Si和n+-a-Si)晶化程度以及p-n结深度的影响,利用拉曼光谱(Raman)、X射线衍射(XRD)仪、台阶仪、扫描电镜(SEM)等对a-Si膜进行表征,并利用金相显微镜测量p-n结(采用磨角染色法染色)深度,从而获得制备p-n结的最佳扩散温度和时间。

摘要：本工作设计了近红外Mg2Si/Si异质结光电二极管的器件结构,并采用Silvaco-TCAD对器件主要性能参数(包括光谱响应、暗电流等)进行模拟仿真,优化了器件的结构参数和工艺参数。仿真结果表明:所设计的pin型光电二极管在波长为0.6~1.5μm时比pn型光电二极管具有更高的响应度,峰值波长为1.11μm时,响应度最高达到0.742 A·W^-1,1.31μm处响应度为0.53 A·W^-1。pin型光电二极管的暗电流密度较pn型光电二极管略大,约为1×10^-6 A·cm^-2。Mg2Si/Si异质结中间界面态密度也不宜超过1×10^11 cm^-2。

摘要：采用固相反应法制备了c轴择优的CuCr1-xMgxO2(0≤x≤0.08)系列多晶,通过X射线衍射、扫描电镜和电阻率-温度曲线、Seebeck系数-温度曲线对样品的结构、热电输运和固溶度进行表征研究。随Mg掺杂量在x=0~0.03范围内增加,多晶为铜铁矿单相结构,层状晶粒在ab面显著长大,(00l)取向因子最大达0.53,晶界和孔隙显著减少,致密度依次提高;多晶呈热激活机制的半导体电输运行为,热激活能从0.273eV下降到0.031eV,室温电导率相应提高了3~4个数量级,高温下Seebeck系数从481.2μV·K^-1减小到334.7μV·K^-1。由于声子曳引的贡献,随温度升高,掺Mg样品的Seebeck系数增大。x>0.03后,样品的热电输运性质基本保持不变,微观结构变化不大,在晶界处观察到MgCr2O4八面体尖晶石第二相,分析认为Mg掺杂的最大固溶度约为0.03。随Mg^2+替代Cr^3+的增加,在靠近价带顶的上方引入受主能级并展宽,使电输运的热激活能显著下降,空穴载流子浓度增大;同时c轴择优取向使面内的输运分量增加,这都是电导率提高的主要原因,而载流子迁移率浮动是电导率提高的次要原因。

摘要：利用ANSYS软件构建碲化铋基多热电对的仿真模型,研究了不同热电对数量对热电器件性能的影响及应力分布,建立可实现的器件模型。模拟结果表明,热电器件的应力主要分布在各个材料的接触面上。在热电器件冷端面、热端面温差恒定为50℃、输入电流为9 A时,热电器件的制冷系数取得最大值,为0.24;输入电流为10 A时,取得最大制冷量1.33 W。对器件的制备工艺进行改进,成功制备出七对热电对构成的平面型热电器件。在重新构建的ANSYS模型中引入接触电阻,显著降低了制冷系数,当设定温差为10℃、冷端面温度为20℃时,制冷系数为0.03。这也为后续热电器件的制备提供了理论指导。

摘要：随着表面科学和仿生学的迅速发展,超疏水材料的制备和研究已成为当下研究的热点,其性能优异,具有十分广阔的应用前景。本工作采用水热反应法在泡沫镍基体上直接生长Ni3S2微纳米复合结构,经过十四酸修饰后获得性能优良的超疏水表面。实验探究了水热反应温度和反应时间对水滴在超疏水表面接触角的影响。研究发现,水热反应温度为180℃、反应时间为6 h的条件下获得的水热反应层表面的水滴接触角达到最大值160.28°。采用扫描电子显微镜观察超疏水试样表面的微观结构,发现在基体表面生长了一层交错排列的锥状结构。利用X射线衍射仪和能谱仪对水热反应层表面进行物相及表面化学成分分析发现,与泡沫镍基体相比,水热反应层表面除了存在Ni相外还形成了新的Ni3S2相。对获得的超疏水试样进行性能测试,发现利用该方法制备的超疏水材料具有良好的耐酸碱性和耐电化学腐蚀特性。