聚硅氧烷凝胶网络电解质准固态TiO2纳晶太阳电池

用聚环氧乙烷(PEO)内增塑链及季铵盐侧链并存的新型聚硅氧烷凝胶网络聚合物电解质制备了准固态染料敏化TiO2纳晶多孔薄膜太阳电池. 在入射光强为60 mW/cm2的条件下, 电池具有较好的光电转换性能, 短路光电流(Isc)及开路光电压(Voc)分别达到5.0 mA/cm2及0.68 V, 光电转换效率(η)和填充因子(ff)分别为3.4%及0.60.     

InGaN单结太阳电池中的浅能级杂质的理论计算和模拟

通过氢有效质量理论(HEMT)对In0.65Ga0.35N(高In组分,Eg=1.31eV)太阳电池材料进行分析,计算出其浅能级施主和受主的重要性质参数电离能:ΔED～10.8meV,ΔEA～90meV.在此基础上得到了室温条件下In0.65Ga0.35N的浅能级施主和受主强电离时的杂质浓度范围:施主9.56×108～4.57×1016cm-3,受主9.56×108～7.84×1016cm-3;并估算了产生杂质能带的最低杂质浓度:施主～1×1018cm-3,受主～5.79×1020cm-3.然后借助AMPS-1D软件对含有部分电离的浅能级施主、受主In0.65Ga0.35N单结太阳电池进行模拟,详细讨论了施主能级和受主能级对载流子的俘获对太阳电池效率的影响.本文结果为InGaN单结和多结太阳电池的掺杂(尤其是p型掺杂)和制备提供了理论参考和帮助。     

聚硅氧烷凝胶网络电解质准固态TiO2纳晶太阳电池

用聚环氧乙烷(PEO)内增塑链及季铵盐侧链并存的新型聚硅氧烷凝胶网络聚合物电解质制备了准固态染料敏化TiO₂纳晶多孔薄膜太阳电池. 在入射光强为60 mW/cm²的条件下, 电池具有较好的光电转换性能, 短路光电流(I_sc)及开路光电压(V_oc)分别达到5.0 mA/cm²及0.68 V, 光电转换效率(h)和填充因子(ff)分别为3.4%及0.60.     

1.0eV GaAs基InAs量子点太阳能电池

三结InGaP/GaAs/Ge太阳能电池理论设计中加入带隙为1.0 eV的材料代替带隙为1.4 eV的GaAs中间电池有助于解决多结串联电池的电流阻塞效应实现电流匹配,然而带隙为1.0 eV的InGaAs和GaInNAs外延困难.我们利用分子束外延方法外延得到In0.15Ga0.85As量子阱,InAsdots-in-well量子点以调整太阳能电池带隙.X射线衍射谱中观察到了量子阱的多级卫星衍射峰,量子阱界面陡峭.扫描透射图显示量子点呈金字塔状,量子点的高度约为12 nm,底边长约为27 nm.由原子力显微镜图可知,量子点密度约为2×10~(10) cm~(-2).低温光致发光谱显示量子点在As4束流下呈双模分布.光电流响应谱显示InAsdots-in-well量子点太阳能电池吸收波长可以达到1300 nm,相应于带隙约为1.0 eV.器件J-V特性显示短路电流相比于GaA s标准p-i-n电池增加了37.8%.这表明该InAsdots-in-well量子点太阳能电池有望改善多结太阳能电池的设计中的电流阻塞效应,实现电流匹配,在多结太阳能电池的设计中具有广阔的应用前景.     

TiO2薄膜的优化及其对染料敏化太阳能电池性能的影响

介绍了染料敏化太阳能电池的制备过程, 深入探讨了二氧化钛薄膜厚度、四氯化钛处理电极及添加大粒子散射层对电池效率的影响. 研究结果表明, 在一定范围内增加TiO₂电极的厚度可以显著提高电池效率, 但当电极过厚时, 薄膜中的缺陷态增加, 降低了电子的传输效率, 导致光电流下降, 电池效率降低; 四氯化钛处理电极增强了基底导电面与薄膜界面以及二氧化钛粒子间的电接触, 加快电子传输使光电流增强; 引入散射层, 提高了电池在长波段的光捕获效率, 从而提高了电池的效率.     

晶格匹配InAlN/GaN异质结Ti/Al/Ni/Au欧姆接触的温度依赖特性

在硅衬底晶格匹配In_(0.17)Al_(0.83)N/GaN异质结外延片上制备了Ti/Al/Ni/Au欧姆接触传输线模型测试结构,通过测试变温电流-电压特性研究方块电阻(R_(sh))和比接触电阻率(ρ_(sc))的温度依赖特性.结果表明:(1)沟道层的R_(sh)对温度呈指数依赖关系,幂指数约-2.61,主要由高温下半导体的晶格散射机制决定;(2)300~523 K的变温范围内,ρ_(sc)随温度上升呈先增大后减小的趋势;当温度低于350 K时,ρ_(sc)的温度依赖关系主要由TiN合金的类金属特性决定;而在更高的温度下,热场发射机制将逐渐占主导.基于以上2种模型的并联形式对实验数据进行了拟合,并分析了提取的重要物理参数.     

GaInP/GaAs/Ge三结叠层光电池光谱响应的温度特性

利用金属有机物化学气相沉积法(MOCVD)制备了转化效率达27.1%的GaInP/GaAs/Ge三结叠层电池, 并对其光谱响应的温度特性进行了测量研究. 通过光谱响应曲线观察到各子电池的吸收边随温度升高发生红移, 这主要归因于电池材料禁带宽度的变窄效应. 根据光谱响应数据计算得到的GaInP/GaAs/Ge叠层电池各子电池在室温下的短路电流密度分别为12.9, 13.7和17 mA/cm², 且叠层电池的短路电流密度的温度系数为8.9 μA/(cm²·℃). 最后, 根据叠层电池的串联结构推导了其电压温度系数为-6.27 mV/℃.     

线性GaAs光电导开关的饱和参数研究

通过计算几种主要散射机制对GaAs迁移率和电导率的影响, 给出了GaAs迁移率和电导率随载流子浓度的变化规律; 考虑常温、低偏置电场下费米能级对载流子浓度的约束, 给出了光激励下GaAs中的饱和载流子浓度; 结合微带实验测试电路方程、饱和载流子浓度计算结果、半导体迁移率和电导率随载流子浓度的变化规律, 以及半导体材料对激励光强的朗伯吸收规律, 给出了微带测试电路条件下的饱和光能和饱和电压等参数, 在实验误差范围内, 理论计算结果与实验测试结果较好吻合.     

新型GdGa_(3-x)Mn_x结构和磁性

应用非自耗真空电弧炉制备稀土GdGa3-xMnx(x=0,0.1,0.2,0.3)系列合金.采用粉末X射线衍射(XRD)研究合金的相结构,利用晶面指数尝试法及最小二乘法(TREOR)对衍射数据进行晶面指标化,采用Rietveld全谱拟合分析方法测定了GdGa3-xMnx的晶体结构.结果表明,GdGa3-xMnx(x=0,0.1,0.2,0.3)主相结晶成六方型结构的合金化合物,空间群P6/mmm.Gd原子占据1a(0,0,0)晶位,Ga原子分别占据2d(1/3,2/3,1/2)和2e(0,0,z)晶位,Mn原子部分替代Ga占据2e晶位.应用振动样品磁强计(VSM)测量了GdGa3-xMnx样品的磁化曲线(M-H).在Gd-Ga-Mn体系中,Mn原子对磁性有贡献,在低Mn区合金呈顺磁性;随Mn含量增加,呈现出弱铁磁性和顺磁性的混合.在0~1.5 T磁场下对其M-H曲线进行拟合,随着Mn含量的增加,磁化率xP与饱和磁化强度Ms先增后减,而与外场相关的参数a,b,c先减后增,并且均在x=0.2时达到极值,说明Mn的掺杂对GdGa3-xMnx的磁性能产生了较大影响.     

不同分子量MEH-PPV光伏特性比较

将3种不同分子量的MEH-PPV用于制备ITO/PEDOT/MEH-PPV/Ca/Ag聚合物光伏器件. 分析了分子量对器件光伏特性的影响. 研究表明, 大分子量的MEH-PPV可以减少器件的串联电阻(R_s), 提高短路电流; 小分子量的MEH-PPV可以增加器件的泄漏电阻(R_sh), 提高开路电压. 当MEH-PPV的重均分子量M_w = 6×10⁵时, 器件的光电转换效率(η)最高.     

椭圆极化激光场驱动下氢原子发射高次谐波的特点

通过数值求解两维含时薛定谔方程,研究了在不同波长的椭圆极化激光驱动下氢原子发射高次谐波的特点,得到了氢原子所产生的高次谐波谱截止位置处发射效率随椭偏率的依赖关系.研究结果表明,在激光光强保持不变的情况下,激光波长越大,截止位置处谐波发射效率对椭偏率的依赖越强;而在相同的激光波长驱动下,随着激光光强的增大,氢原子高次谐波谱截止位置处的效率随着驱动场椭偏率的增大下降得更快.最后,利用不同波长下高次谐波发射效率随椭偏率的依赖关系,通过数值计算和拟合研究了电子波包在隧穿电离后的横向扩散速率,研究发现在谐波截止位置附近由ADK模型得到的横向扩散速率比数值求解两维含时薛定谔方程得到的结果约小17%,正是这种横向扩散速率偏小的原因导致由ADK模型计算的谐波发射效率随椭偏率的增大相对于实验结果来说下降的较慢,而数值求解两维模型原子得到的结果与实验结果一致.     

季铵化杂萘联苯聚芳醚酮酮离子交换膜制备与性能

离子交换膜是全钒氧化还原液流电池的主要部件之一,其选择性和稳定性在一定程度上决定了电池的寿命,而目前大多数离子交换膜存在选择性或稳定性欠佳的状况.为了制备全钒氧化还原液流电池用高选择性离子交换膜,本文将不同溴甲基含量(0.75～0.99,平均每摩尔重复结构单元含有溴甲基的摩尔数)的含溴甲基杂萘联苯聚醚酮酮(BPPEKK)通过溶液浇铸法制备基膜,之后在三甲胺水溶液中进行胺化得到季铵化杂萘联苯聚醚酮酮阴离子交换膜(QBPPEKK).测试了QBPPEKK的离子交换容量、吸水率、溶胀率、钒渗透系数和面电阻.随着BPPEKK溴甲基含量的增加,所得QBPPEKK膜的离子交换容量和含水率增加,而其面电阻和钒离子质量传递系数降低.将QBPPEKK膜组装于全钒氧化还原液流电池中,电池的电压效率(VE)和能量效率(EE)随着QBPPEKK膜离子交换容量的增加而上升;当BPPEKK的取代度为0.99时,所制得的阴离子交换膜为QBPPEKK90膜,由其组装成电池的EE为87.7%(电流密度为40m A/cm~2),大于同条件下Nafion117的数值(86.0%).在1.5mol/L的VO_2~+溶液中浸泡60d后, QBPPEKK膜的拉伸强度高于36 MPa、膜表面形貌没有明显变化、组装电池性能变化不大,结果表明QBPPEKK膜在VO_2~+溶液中表现出良好的稳定性.     

染料敏化太阳能电池中聚合物电解质的优化

用纳晶TiO₂及离子液体1-甲基-3-丙基咪唑碘盐两种功能添加剂对PEO聚合物准固态电解质进行优化, 提高了电池的光电性能. 用(PEO)₈︰LiI︰TiO₂︰IE︰I₂ = 3︰3︰3︰7︰1(摩尔比)的电解质组装电池, 在100 mW/cm²光强下电池光电转换效率达到3.2%, 与无功能添加剂的电解质相比, 光电转换效率提高8倍. 电解质体系的电导率研究表明, 电池光电性能的提高与体系电导率的增大密切相关.     

铜锌锡硫基薄膜太阳电池研究进展

光伏技术为日益增长的能源需求提供了一种可持续的解决方案.如今,各种高性能太阳电池层出不穷,由无机材料制成的薄膜太阳电池已成为太阳电池的主要类别之一,在快速发展的光伏市场显示出巨大潜力.地球上储量丰富且环境友好的锌黄锡矿Cu2ZnSn(S,Se)4(CZTSSe)被认为是极具可能取代Cu(In,Ga)Se2(CIGS)和CdTe的新一代光伏材料. CZTSSe光伏器件在过去几年中取得了显著的进步,最高效率达到14.9%,但仍远低于CIGS(23.6%)和CdTe(22.1%).不理想的前后界面是填充因子难以提高的主要原因之一.背界面处较厚的Mo(S,Se)2层会导致载流子传输势垒并对吸收层的晶体质量产生负面影响;高密度的界面缺陷、不利的能带匹配以及跨界面的结构不均匀性是导致异质结界面复合的主要因素.同时, CZTSSe作为最复杂的化合物半导体之一,其缺陷化学性质比CIGS和CdTe更为复杂,深能级固有缺陷作为复合中心,导致较短的载流子寿命,大量缺陷簇引入了相当大的电位波动.由于低的填充因子和大的开路电压亏损,目前CZTSSe基太阳电池的性能停滞不前.本文关注于界面工程、阳离子取代、硒化热...     

一种新型的准固态电解质在染料敏化太阳能电池中的应用

用梳状的熔盐型聚合物固化含有机溶剂(如: 乙烯碳酸酯与丙烯碳酸酯混合物、三甲氧基丙腈、N-甲基 烷二酮)的液态电解质, 制备出一种新型的准固态电解质, 并应用于染料敏化太阳能电池中. 通过调节电解质中聚合物的含量, 优化了电解质的各种物理化学性能及组装电池的光电化学参数, 获得了这种新型准固态电解质的最佳组成配方, 准固态电池的光电转换效率达到6.58%(光强100 mW·cm^-2, AM 1.5). 聚合物的加入使电解质由液态转变为准固态, 抑制了有机溶剂的挥发, 提高了染料敏化太阳能电池的稳定性.     

合成孔径雷达提取海浪方向谱的参数化方法

应用合成孔径雷达 (SAR)海浪方向谱参数化提取方法 ,克服了由于方位方向的截止造成的信息损失和SAR图象谱 1 80°方向模糊的缺点 .利用本方法对ERS 1卫星SAR波模式资料进行了数值实验 ,该方法的结果在方向上与同步散射计获得的风速方向基本相同 .     

固体有机质拉曼光谱参数计算样品热演化程度的方法与地质应用

固体有机质的拉曼峰的形态和位移充分揭示了芳香碳环结构中原子和分子的振动信息与样品热演化程度的关系.根据煤热演化系列中拉曼光谱中D峰和G峰的间距(G-D)和峰高比(Dh/Gh)参数与标准煤样镜质组反射率(vRo%)之间的对应关系,分别建立了与镜质组反射率等效的两个拉曼参数计算反射率(RmcRo%)的数学公式:其中以拉曼位移的峰间距参数计算样品热演化程度的方程为RmcRo%=0.0537d(G-D)-11.21,主要适用于成熟至高成熟阶段的碳化固体有机质样品;以拉曼峰高比参数计算样品热演化的方程为RmcRo%=1.1659h(Dh/Gh)+2.7588,主要适用于过成熟至粒状石墨化以前的碳化固体有机质样品.初步应用结果表明固体有机质的拉曼光谱分析参数计算的反射率"RmcRo%",可以作为表征样品热演化程度的分子级指标,在地质学中有广泛应用前景.     

风速概率分布参数对城市扩展规模的响应

利用北京、哈尔滨、广州等8个大型城市气象站1985~2014年地面风速定时观测资料、同期再分析资料(NCEP1)以及城市规模指标,每5年为一时间段,分析不同时段风速Weibull分布各参数(k,c,r)的变化及其与城市扩展规模之间的关系.结果表明:(1)风速概率分布参数变化程度与城市规模扩展速度有关;城市化效应使得位置参数r变化最大,尺度参数c次之,而形状参数k变化趋势不明显.(2)尺度参数c随城市建成区面积的增加呈现线性递减趋势,7个站的回归方程通过检验,变化率在-0.0203~-0.0016 km~(-2)之间,意味着随城市规模扩大,风速概率密度曲线分布幅度收窄.(3)位置参数r随建成区面积的增加表现为线性上升趋势,数值由负到正变化,6个站回归方程通过检验,变化率在0.0014~0.0171 km~(-2)之间,意味着城市规模扩大会导致静风、微风频率减小.分析还显示r的变化率与纬度相关良好.(4)以再分析资料拟合参数c_x和r_x,取相对变量c/c_x和r/r_x以表征城市化效应对风参数的影响部分,分析的结果与c,r相似.(5)形状参数k与城市规模指标的相关不显著.     

Fokker-Planck模拟离子声波中离子的能量输运

利用线性化Fokker-Planck方程模拟了激光等离子体中的离子声波, 重点研究了离子声波过程中的离子热流. 通过将线性化Fokker-Planck方程转化为本征值问题, 求解得到离子声波的本征模和扰动分布函数, 进而计算出ZT_e/T_i和kλ_ii对离子热导的影响, 这里Z, T_e/T_i, k, 分别表示离子的有效电荷数、电子与离子的温度之比、离子声波的波数和离子的平均自由程. 在碰撞极限下kλ_ii→0数值计算给出的离子热导与Braginskii的结果一致. 当kλ_ii较大时, Braginskii理论不再成立, 离子热流出现受限的现象. 在朗道阻尼可以忽略的情况下, 离子热导随kλ_ii的演化能够非常好地用公式进行拟合, 并给出了拟合参数与ZT_e/T_i的关系.     

关于具有限时滞Liénard方程周期解的存在性

<正>关于具有限时滞的Liénard方程x(t)+f(x(t))x(t)+g(x(t-r))=0 (0.1)的周期解的存在性的研究已有很多,但多数对g(x)都假设x∈R\{0}时X·g(x)>0.该条件对某些实际背景很强的方程是不成立的.如向日葵方程a(t)+(a/r)a(t)+(b/r)sina(t-r)=0就不满足上述条件.关于方程(0.1)的周期解的研究可参阅文献[2～4]及其参考文献.本文的目的在于以滞量r为参数,在减弱条件x·g(x)>0的基础上,给出保证方程(0.1)存在非平凡周期解的充分条件.