NaClO/IPA体系制备单晶硅太阳能电池绒面的研究

采用NaClO和IPA体系对单晶硅各向异性腐蚀制备绒面.通过紫外可见光光度计和扫描电镜对硅绒面的反射率、形貌进行了表征.结果表明,当NaClO为10%(质量分数,下同),IPA为5%,腐蚀温度为80℃,腐蚀时间为15 min时,能够得到均匀单晶硅绒面,硅片平均反射率达15%左右;与传统的Na OH/IPA腐蚀体系相比,该工艺制得的单晶硅绒面结构反射率低,有利于太阳能电池性能的提高.     

无电极光助化学腐蚀法制备GaN微/纳米结构及其物性研究

利用K2S2O8作为氧化剂,通过无电极光助化学腐蚀GaN外延层制备多种形貌的GaN微米/纳米结构.采用扫描电子显微镜(SEM)、阴极射线发光图(CL mapping)、高分辨X射线衍射(HRXRD)、拉曼光谱(Raman spectra)和光致发光谱(PL)等先进的表征手段研究腐蚀样品的形貌、晶体结构和光学性质.结果表明:在高浓度的KOH(1 mol/L)和低强度的紫外光照下,腐蚀出高质量的腐蚀坑、微米/纳米柱和纳米线;在低浓度KOH(0.4 mol/L)和高强度的紫外光照下,制备出GaN棱锥,研究发现此微米/纳米锥体阵列为包裹了位错的GaN晶体.在腐蚀液KOH浓度低至0.1 mol/L时,GaN腐蚀样品表面形成大量的晶须,聚集成束,晶须揭露了位错;并探讨了多形貌微米/纳米GaN的形成机理.腐蚀温度和GaN外延层极性对腐蚀形貌也具有明显的影响.     

单晶硅表面电化学方法制备定向硅纳米线阵列的研究

采用电化学方法在近室温条件下快速制备硅纳米线阵列.实验选用HF-AgNO3混合溶液,在单晶硅表面沉积生长一层薄的金属银的催化剂薄膜.然后在HF-Fe(NO3)3混合溶液中,利用银为催化剂,在硅片表面发生氧化还原反应,通过选择性腐蚀,制备出大面积硅纳米线阵列;利用扫描电镜分析了制备温度、时间及AgNO3的浓度对催化剂形状、大小的影响,并进一步分析了其对纳米线的定向特征、长度及填充率的影响.在本实验条件下,银催化剂的颗粒直径影响纳米线的生长,过大或过小的催化剂都不利于纳米线的制备.同时,纳米线的长度随着刻蚀生长时间的延长而增加.     

长度可调的纳米线阵列近红外减反射特性

采用金属催化化学腐蚀方法在单晶硅表面制备了有序的纳米线阵列,研究了纳米线长度与腐蚀时间之间的关系,发现纳米线长度随着腐蚀时间的增加而增大。测试了所制备的具有纳米线阵列的硅表面在近红外1000nm～2500nm范围内的减反射性能。测试结果表明,与未处理的光滑硅表面相比,具有纳米线阵列的表面的反射率大辐降低,并随着纳米线长度的增加,反射率减小。     

一种新型低成本的单晶硅表面织构化方法的研究

为了增加单晶硅太阳电池的光谱吸收,提高太阳能电池的光电转换效率,用一种新型的腐蚀剂磷酸钠对单晶硅表面进行织构化研究,分析腐蚀液的浓度、反应时间、反应温度对制备单晶硅太阳能电池绒面的影响,并研究添加剂异丙醇(IPA)对磷酸钠(Na3PO4·12H2O)制绒效果的影响.当磷酸钠的浓度为13%wt,反应温度为85℃,反应时间为25min时能制备出金字塔大小均匀、覆盖致密的绒面,并在400-800nm光谱范围内获得最低反射率12.41%.适量的添加IPA有助于制绒效果的改善,可以使反射率更低.此制绒方法重复性好、价格低廉,是一种很有前景的制绒方法,可以进行大面积生产.     

铁钝化多孔硅形成过程中的形貌演化和腐蚀机理

采用水热腐蚀技术制备的铁钝化多孔硅表面具有可调超结构。详细研究了铁钝化多孔硅水热制备过程中单晶硅片表面的形貌演化。结果表明,在水热腐蚀过程中,存在两种同时发生的腐蚀机制：即对缺陷的化学腐蚀和通过形成微电池所发生的电化学腐蚀。在腐蚀发生的初期,化学腐蚀占主导地位;随后电化学腐蚀逐步起主导作用并对铁钝化多孔硅表面超结构的最终形成起关键作用。还讨论了发生在徽电池中微型阳极和微型阴极上的化学反应。研究结果为实现铁钝化多孔硅表面形貌的人为控制提供理论指导。     

用AAO模板制备有序硅纳米线阵列

利用二次氧化法制备了高度有序的多孔阳极氧化铝膜,以此膜为模板通过磁控溅射制备了多孔有序的Pt/Ag双层金属薄膜,将此金属薄膜转移到n型单晶硅片上,通过金属辅助化学刻蚀法刻蚀出有序单晶硅纳米线阵列.原子力显微镜和扫描电子显微镜观察发现,多孔阳极氧化铝膜及后续生长的多孔Pt/Ag双层金属薄膜都具有均匀分布、直径约45nm的纳米孔,以Pt/Ag双层金属薄膜为模板刻蚀得到的单晶硅纳米线具有与纳米孔同样的直径,且垂直硅衬底生长.     

增强广谱吸收硅表面

为增强黑硅的广谱吸收性能,在氢氧化钠/异丙醇(NaOH/IPA)体系下对单晶硅进行金字塔表面织构的基础上,采用金纳米粒子辅助湿法化学方法做了进一步刻蚀.利用扫描电子显微镜(SEM)和紫外—可见—近红外分光光度计对表面形貌和反射光谱进行了表征与测量.结果表明:增强广谱吸收硅表面具有纳米/微米双尺寸陷光结构,在350~2 500nm波段平均反射率低于5.5%.     

凝胶剂对PVA-PEG-H2O体系凝胶动力学及膜性能的影响

考察了三元铸膜液PVA-PEG-H2O体系在丙酮-水混合凝胶剂、异丙醇(IPA)和四氢呋喃(THF)中的凝胶情况以及凝胶剂对膜微观结构、性能的影响。结果表明:该三元体系在丙酮中呈现瞬时分相行为,凝胶速率最快;当混合凝胶剂中丙酮的体积分数为0.6时,铸膜液体系出现延时分相迹象;在IPA和THF中呈现延时分相行为,凝胶速率基本相同。膜的微观结构表明:在上述凝胶剂中,PVA膜均形成蜂窝状孔。随着凝胶剂中H2O含量的增加,膜的纯水通量降低。在丙酮中形成的膜通量最高,而在IPA和THF中形成的膜通量很低。     

场致发射硅尖阵列的研制

研究真空微电子器件场致发射硅尖阵列的制作工艺.利用HNA湿法腐蚀工艺制作场致发射硅尖阵列,比较带胶腐蚀与不带胶腐蚀的不同.采用氧化削尖技术对硅尖进行锐化处理.制作了50×60硅尖阵列,同时给出了硅尖阵列的I-V特性.利用HNA湿法腐蚀制备的硅尖结构与理论分析一致,锐化处理改善了硅尖阴极阵列的场致发射特性.     

18-冠-6/KOH 络合体系催化制备高通量聚酰胺反渗透膜

 反渗透膜技术是一种重要的纯水供应技术,制备高通量反渗透膜成为研究热点。采用冠醚(18-crown-6)与KOH 的络合性缚酸剂催化界面聚合反应制备聚酰胺反渗透膜,利用18-crown-6 能与缚酸剂无机碱(KOH)形成络合物,加速KOH 从水相到有机相的扩散,可以促进聚合反应的进行。通过此方法制备得到了厚度更薄、表面适度水解的分离膜,明显提高了膜的水通量。通过扫描电子显微镜和X 射线光电子能谱技术显示,冠醚的添加可以有效抑制KOH 导致的聚合单体的水解,保证膜具有合理的离子选择性,解决了使用纯KOH 做缚酸剂时会明显降低膜分离性能的问题,对NaCl 的截留率保持在90%以上,使用Cs⁺作为截留离子发现,该膜对Cs⁺同样具有良好的截留能力,说明缚酸剂对反渗透膜分离性能的改变基本不受电解质类型的影响。     

Si图形衬底的制备及半极性GaN生长

利用KOH溶液的各向异性腐蚀,通过研究温度、异丙醇(IPA)及超声波振动对Si衬底腐蚀的影响,在Si(001)平面衬底上刻蚀出侧面为(111)面的槽状图形衬底.在此基础上,实现了GaN在Si图形衬底(111)侧面的生长.X射线双晶衍射测量GaN薄膜的Bragg角为18.45°,表明在Si图形衬底上成功生长出了(1-101)半极性GaN薄膜.其X射线衍射峰半高宽为1 556弧秒.     

区域高技术产业化体系的构建

虽然硅谷的成功得益于许多外部条件，但它的成功却至今未能被超越．这并不是因为硅谷所具备的条件是独一无二的，而是因为它把所具备的条件进行了有机的整合，形成了一个高新技术产业化的体系，这才是硅谷的核心竞争力．高新技术产业化体系一般由创新子系统、产业化子系统和产业化支撑子系统三个子系统构成．只有这三个子系统密切结合高新技术产业化才能够顺利进行．因此，我国要提高高新技术成果的转化率、发展高新技术产业，就应该把高新技术产业化体系的构建作为战略的重点．     

聚芳醚酮非对称超滤膜凝胶动力学研究

为了研究非对称膜形成过程中的凝胶动力学,采用新型耐高温工程塑料--含酚酞侧基的聚芳醚酮(PEK-C)为膜材料,聚乙二醇为添加剂,N,N-二甲基乙酰胺为溶剂,并利用改进的凝胶动力学实验装置和方法,使其能真实地再现不同膜孔结构生长及发展演化的过程. 借助相关软件对图像进行处理,考察了添加剂、聚合物浓度对铸膜液凝胶速度的影响,对聚芳醚酮非对称膜的凝胶过程的动力学进行研究. 结果表明,动力学图像与最终膜结构有很好的一致性,发现凝胶前锋位移的平方与时间不是简单的线性关系,凝胶动力学过程不能简单地用Fick扩散定律来描述.     

溶液环境中疏水性聚丙烯膜结构性能的变化

通过浸渍方法研究了疏水性聚丙烯膜在不同种类溶液环境中膜结构的变化,采用元素分析、机械强度和渗透通量测定等手段,表征了一乙醇胺(MEA)、甘氨酸盐(GLY)、氢氧化钾(KOH)和水(H_2O)对疏水性聚丙烯膜结构的影响.结果表明:在3种不同性质的溶液中,膜组成中的H元素变化最大;溶液浓度增大,元素变化趋势增大;在相同浸渍时间内,溶液对疏水性聚丙烯膜机械强度的影响次序为MEA高于GLY高于KOH;与无机溶液相比较,有机溶液的影响较大;疏水性聚丙烯膜经过溶液浸渍后,渗透通量均有所提高,其中MEA溶液对渗透通量影响最大,H_2O对其影响未显示.     

聚醚砜超滤膜的制备工艺条件研究

以聚醚砜(PES)为膜材,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为添加剂,N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)为溶剂,用相转化法制备了超滤膜.利用正交试验法,研究了制膜参数PES浓度、PVP浓度、蒸发时间、凝固浴温度、凝固时间对膜性能影响显著程度;并进一步探讨了显著因素PES浓度、PVP浓度、凝固浴温度对膜性能的影响规律,得出制备截留分子量为67 000的超滤膜的最佳条件为:PES浓度16%~22%,PVP浓度10%~14%,凝固浴温度303~313 K,蒸发时间60~120 s.     

Synthesis and Preparation of Polysulfone Hollow Fiber Chelating Membrane Modified with Thiourea

Several kinds of chloromethyl polysulfones （CMPF） with different chlorinity and reactive groups were synthesized by Friedel.crafts reaction, which could be utilized as reactively matrix membrane materials. The CMPF hollow matrix membranes were prepared with phase inversion by utilization of CMPF/additive/DMAC casting solution and CMPF as membrane materials. It was found that the effects of additive content, bore liquid and dry spinning distance on the structure of CMPF hollow fiber matrix membrane were different. A high qualified palysulfone hollow fiber chelating membrane modified with thiourea as chelating groups was prepared using CMPF as membrane matrix materials, through the reaction between thiourea and CMPF hollow fiber matrix membrane to afford the methyl iso-thiourium polysulfone. The experimental results showed that thermal drawing could increase the mechanical properties of matrix membrane, and the thermal treatment could increase the homogeneity and stability of the structure of polysulfoue hollow fiber chelating membrane modified with thiourea.     

添加剂对聚砜膜气体分离性能和结构的影响

以聚砜为膜材料,通过浸入沉淀相转化法制备聚砜平板膜.溶剂为N,N-二甲基乙酰胺,凝胶介质为水.以有机小分子无水乙醇、正戊醇、丙酮、磷酸三丁酯,有机大分子聚乙二醇(PEG-400,PEG-2000)和无机小分子无水氯化锂为添加剂来调节膜结构,通过渗透性、选择性和电镜图(SEM)来评价添加剂对膜性能、结构的影响,选择工业上适用于气体分离的添加剂.结果表明,聚乙二醇有较高的渗透性和选择性,其次为磷酸三丁酯,但由于聚乙二醇价格昂贵,所以选择磷酸三丁酯为较优添加剂.     

膜电解法合成重铬酸钾的研究

采用自制聚四氟乙烯两室电解槽,以铂片作阳极,不锈钢片作阴极,Nafion？系列全氟磺酸阳离子交换膜作隔膜,铬酸钾、氢氧化钾为原料,研究了电解合成重铬酸钾的新方法。工作中以电流效率、转化率和直流电耗为优化目标,采用正交实验,探讨了电流密度、反应温度、阳极液K2 CrO4初始浓度、阴极液KOH初始浓度、反应时间、膜厚等因素的影响,最终确定电解合成重铬酸钾的最优工艺条件为：反应温度80℃,电流密度2．5kA· m-2,反应时间为理论电解时间408min,阳极液K2 CrO4初始浓度350g/L,阴极液KOH初始浓度50g/L,膜厚0．05mm。     

基于AlN压电层的薄膜体声波谐振器

以AlN薄膜为压电层,采用体硅微细加工工艺制备背空腔型结构薄膜体声波谐振器.材料测试结果表明,在优化溅射工艺下沉积的AlN薄膜具有(002)择优取向及良好的柱状晶结构.扫描电镜表征结果证实所制得空腔背部平滑且各向异性较好.用网络分析仪测试可知,所制得的谐振器具有较好的频率特性:谐振频率为2.537 GHz,机电耦合系数3.75%,串、并联品质因数分别为101.8、79.7.