一种螺旋丝状集成的立体吸光太阳电池

介绍一种新的螺旋丝状光阳极集成的立体吸光太阳电池,     

具有集成旁路二极管的晶体硅太阳电池研究

研究了将旁路二极管集成到晶体硅太阳电池上的工艺．采用丝网印刷的方法，在晶体硅片局部区域印刷上合适的浆料，经烧结后直接形成一个二极管，其p-n结方向与主体太阳电池的p-n结方向相反，该二极管被用作旁路二极管，接着采用激光刻槽工艺将二极管与主体电池隔离，最后把多片集成了旁路二极管的太阳电池封装成组件，利用组件，．y测试仪进行不同遮挡条件下的测试．实验结果表明，集成在硅太阳电池上的旁路二极管可以有效地稳定组件短路电流，减少局部遮挡条件下组件输出功率的损失．     

高充电致高电压太阳阵持续飞弧放电的实验研究

空间高压太阳阵表面静电放电（ESD）引起持续飞弧放电而导致航天器大功率电源系统永久性损坏的事件在国外已有多次报道．针对砷化镓和硅高压太阳阵进行ESD地面模拟实验，通过两类高压太阳阵样品充放电对比实验，重点分析高压太阳阵持续飞弧放电形成机理．实验表明持续飞弧放电引起高压太阳阵串间击穿短路，导致太阳阵自身功率持续输出并形成永久性短路回路．持续飞弧放电的发生与高压阵结构、高压阵工作电压、ESD特征以及电池材料等多种因素相关．     

阳极氧化制备新颖的TiO_2多孔纳米结构膜及其形成机理与应用

采用两步阳极氧化法在钛箔片上制备了TiO_2多孔薄膜,随着阳极氧化的进行,Ti片表面依次出现上下双层纳米多孔结构、内外双层(芯壳)纳米管阵列结构和单层纳米管阵列结构等典型形貌,结合不同时间段的阳极氧化膜的表面形貌、晶体结构、X射线光电子能谱、电流密度随时间变化曲线等,分析了随着氧化进行钛片表面多孔TiO_2纳米膜典型形貌可能的形成机理.上下双层结构纳米多孔膜可能是因为纳米孔孔径强烈依赖于电流密度,而起始阶段的电流密度大小指数下降导致出现上层大孔下层小孔的双层结构;内外双层结构纳米多孔膜的形态可能来自于氧化钛纳米多孔膜从内至外由成分和可溶性不同的氧化钛构成导致;随着氧化进行,内层可溶性大的氧化钛结构逐渐溶解,形成的常见的TiO_2纳米管阵列结构.将阳极氧化得到的稳定的TiO_2纳米管薄膜作为光阳极组装成染料敏化太阳能电池,研究了其光电性能.基于未经修饰处理的TiO_2纳米管阵列光阳极,其组装电池的能量转换效率(η)可达5.88%,将TiO_2纳米管阵列光阳极进一步采用常用的TiCl_4溶胶处理后,其效率提高到8.47%,在能源转化方面展现了较好的应用前景.     

CdTe太阳电池组件的关键技术研究

采用化学水浴法沉积CdTe太阳电池的n型窗口层CdS多晶薄膜, 用近空间升华法制备吸收层CdTe薄膜. 为了获得优质的背接触, 对退火后的CdTe薄膜用湿化学法腐蚀一富Te层, 然后沉积背接触层. 结果表明：具有ZnTe/ZnTe: Cu 复合层的太阳电池性能优于其他背接触结构的电池. 最后, 采用激光刻蚀和机械刻蚀相结合, 制备了glass/SnO₂:F/CdS/CdTe/ZnTe/ZnTe:Cu/Ni太阳电池小组件, 其中一个CdTe太阳电池小组件的效率达到了7.03% (开路电压V_oc = 718.1 mV, 短路电流I_sc = 98.49 mA, 填充因子53.68%, 面积54 cm²) (由中国科学院太阳光伏发电系统和风力发电系统质量检测中心测量).     

外延晶体硅薄膜太阳电池的量子效率和特性研究

为了澄清限制所制备的颗粒硅带上的晶体硅薄膜太阳电池效率的主要因素,对制备在颗粒硅带、经区熔(ZMR)后的颗粒硅带和单晶硅衬底上的外延晶体硅薄膜太阳电池进行了QE和Suns-Voc研究.结果表明,颗粒硅带上沉积的外延层的表面有一定的粗糙度,它不但增加了电池表面的漫反射,也使氮化硅减反射膜的结构变得疏松,最终影响了减反射膜的陷光效果;沉积在颗粒硅带上的硅活性层的晶体质量也较差,较重的晶界复合限制了少子扩散长度,使得制备在颗粒硅带上的硅薄膜太阳电池在长波方向上的光谱响应明显变坏.所制备的晶体硅薄膜太阳电池的暗特性参数值均不理想,电池性能尤其受到过高的暗饱和电流I02值和过低的并联电阻Rsh值的严重影响.高的I02值是由于结区硅活性层较差的晶体质量所导致的严重的晶界复合造成的,低的Rsh值被归结为电池经激光切割后未经钝化的裸露的PN结及电池边缘的漏电造成的.     

清华大学材料科学与工程系：新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室——太阳能课题组

本课题组长期致力于染料敏化太阳能电池的基础研究与电池器件的市场化推广应用。在基础研究方面，我们结合自身的学科优势特点，重点研究开发染料敏化太阳能电池各关键部件中的新型材料。在半导体光阳极方面，我们在导电基板上制备了各种一维定向的纳米金属氧化物。采用碱溶液直接水热法制备了TiO2纳米线阵列。     

清华大学材料科学与工程系新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室——太阳能课题组

本课题组长期致力于染料敏化太阳能电池的基础研究与电池器件的市场化推广应用。在基础研究方面，我们结合自身的学科优势特点，重点研究开发染料敏化太阳能电池各关键部件中的新型材料。在半导体光阳极方面，我们在导电基板上制备了各种一维定向的纳米金属氧化物。采用碱溶液直接水热法制备了TiO2纳米线阵列。     

清华大学材料科学与工程系 新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室——太阳能课题组

本课题组长期致力于染料敏化太阳能电池的基础研究与电池器件的市场化推广应用。在基础研究方面，我们结合自身的学科优势特点，重点研究开发染料敏化太阳能电池各关键部件中的新型材料。在半导体光阳极方面，我们在导电基板上制备了各种一维定向的纳米金属氧化物。采用碱溶液直接水热法制备了TiO2纳米线阵列。     

清华大学材料科学与工程系——新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室——太阳能课题组

本课题组长期致力于染料敏化太阳能电池的基础研究与电池器件的市场化推广应用。在基础研究方面，我们结合自身的学科优势特点，重点研究开发染料敏化太阳能电池各关键部件中的新型材料。在半导体光阳极方面，我们在导电基板上制备了各种一维定向的纳米金属氧化物。采用碱溶液直接水热法制备了TiO2纳米线阵列。     

外延晶体硅薄膜太阳电池的量子效率和特性研究

为了澄清限制所制备的颗粒硅带上的晶体硅薄膜太阳电池效率的主要因素, 对制备在颗粒硅带、经区熔(ZMR)后的颗粒硅带和单晶硅衬底上的外延晶体硅薄膜太阳电池进行了QE和Suns-Voc研究. 结果表明, 颗粒硅带上沉积的外延层的表面有一定的粗糙度, 它不但增加了电池表面的漫反射, 也使氮化硅减反射膜的结构变得疏松, 最终影响了减反射膜的陷光效果; 沉积在颗粒硅带上的硅活性层的晶体质量也较差, 较重的晶界复合限制了少子扩散长度, 使得制备在颗粒硅带上的硅薄膜太阳电池在长波方向上的光谱响应明显变坏. 所制备的晶体硅薄膜太阳电池的暗特性参数值均不理想, 电池性能尤其受到过高的暗饱和电流102值和过低的并联电阻Rsh值的严重影响. 高的I02值是由于结区硅活性层较差的晶体质量所导致的严重的晶界复合造成的, 低的Rsh值被归结为电池经激光切割后未经钝化的裸露的PN结及电池边缘的漏电造成的.     

外延晶体硅薄膜太阳电池的器件模拟及性能优化的研究

由于晶体硅薄膜太阳电池兼有晶体硅太阳电池高效、性能稳定和薄膜电池低成本的优点,是最有可能取代现有晶体硅太阳电池技术的下一代薄膜电池技术.本文利用PC1D软件对外延晶体硅薄膜太阳电池进行了器件模拟.为了使模拟更接近真实的情况,我们采用了更符合实际情况的器件结构和参数设置.在此基础上,全面系统地研究了背表面场（back surface field,BSF）层、基区和发射区参数、晶体硅活性层电学质量、电池表面钝化情况、电池内部复合情况和pn结漏电情况等对外延晶体硅薄膜太阳电池光电性能的影响.在影响外延晶体硅薄膜太阳电池效率的众多因素中,辨认出对电池效率影响幅度最大的3个参数依次是基区少子扩散长度、二极管暗饱和电流和正表面复合速度.通过模拟还发现,基区不是越厚越好,基区厚度的选择必须要考虑基区少子扩散长度的值.当基区少子扩散长度较小时,基区的最佳厚度应小于或等于基区少子扩散长度;当基区少子扩散长度较大时,基区少子扩散长度应至少是最佳基区厚度的2倍.此外,本文不但对模拟结果的现象进行了描述,还深化解释了其变化的物理机制.由于外延晶体硅薄膜太阳电池在器件结构上与晶体硅太阳电池具有很大的相似性,所以本文的结论在某种程度上对晶体硅太阳电池特别是当下研究最热门的薄硅片太阳电池也是适用的.     

螺旋槽管污垢特性及其影响因素的实验研究

本文对6种螺旋槽管在不同条件下进行了污垢特性实验,考察了冷水硬度、温度及结构参数对螺旋槽管污垢特性的影响．实验表明,冷水温度降低时,螺旋槽管的污垢热阻随之降低．当增加冷水硬度时渐近污垢热阻也随之增加,但增至某硬度时渐近污垢热阻出现降低现象．螺旋槽管几何参数对污垢热阻有显著影响,槽深增加和螺距减小会使污垢热阻呈现降低趋势．在本文研究范围内,小螺距大槽深的螺旋槽管具有最低的渐近污垢热阻．     

基于原子力显微镜的阳极氧化技术及其在碳纳米管氧化切割与焊接中的应用

探针阳极氧化是构建纳米结构,制造纳米器件的重要技术之一,本文对该技术中基于原子力显微镜（AFM）的阳极氧化进行了新的研究．通过对氧化加工中微观电场在基底表面分布情况进行模拟,分析了氧化结构的特征与电场分布的关系,通过实验研究分析了不同加工因素对氧化加工的影响．在这些研究基础上利用AFM阳极氧化技术实现了对碳纳米管（CNT）的氧化切割及焊接,为CNT基纳米器件的装配及制备提供了新的技术途径．     

光纤孤子型3R中继器及其性能分析

面对高速光脉冲信号长距离传输的需要，基于光孤子效应构造了一种新型光纤孤子3R中继器，建立了在调制器和滤波器作用下光脉冲的传输方程，采用变分法分析了变形光脉冲在中继器中的传输演化过程及再放大、再整形和再定时功能，讨论了中继器结构参数对中继器输出特性的影响关系，揭示了中继器的稳定运行条件．     

单一太阳角BRDF数据反演过程中误差传播的估计

太阳光照角变化范围较小在星载多角度遥感数据集中是普遍存在的,以线性核 驱动模型的反演为例分析了用单一太阳角数据反演条件下误差传播的规律．指出在这种条件下反演ＢＲＤＦ随太阳角变化的趋势是不可靠的,因此用单一太阳角数据拟合二 向反射率的外延能力作为模型检验标准是不合理的．作为解决的方法,建议在反演中 对反照率随太阳天顶角的变化趋势加一定的限制条件．     

具有切换时延的抢占和非抢占式光交换调度研究

在分组交换和路由器设计中弓』入光交换技术，在可升级性、带宽、功率消耗和成本等多方面具有好处．然而，光交换机的切换时延比电交换机的切换时延长得多，使得传统面向电交换的时隙调度算法不适合于光交换环境，因此，需要设计新的调度算法，以便在传输的时隙空隙和切换次数间找到折衷．将此类光交换调度问题分为抢占式调度和非抢占式调度两种不同情形，分析并指出了它们各自的优缺点．尽管非抢占式调度不利于在时隙空隙和切换次数间取得折衷，但对于任意的切换时延，给出的基于最大加权匹配的贪心算法都可以实现2-近似（成本不高于最优调度的两倍），而且算法复杂度不高，为O（N^2）．对于抢占式调度，也给出了一种新颖的调度算法——2-近似启发式算法．每次在查找交换机的切换矩阵时，该算法都能保证剩下的业务矩阵都是2-近似的．仿真结果和分析表明了2-近似启发式算法：1）非常逼近最优调度；2）比ADJUST和DOUBLE算法无论是在业务传输时延，还是在计算复杂度上，都有显著改善．     

ZnTe/ZnTe:Cu复合背接触层对CdTe太阳电池器件性能的影响

将真空共蒸发技术沉积的ZnTe/ZnTe:Cu复合薄膜应用于CdS/CdTe太阳电池, 作为碲化镉与金属背电极间的过渡层. 比较了有无ZnTe复合背接触层的两种CdTe电池的光、暗电流-电压(I-V)曲线和电容-电压(C-V)特性, 并研究了本征ZnTe薄膜厚度和背接触层的退火温度对电池性能的影响. 结果表明, 有复合背接触层的CdTe光伏器件, 能够消除暗I-V曲线饱和与光、暗I-V曲线交叉现象, 且填充因子在没有高阻透明薄膜的情况下达到了73%. 结合CdTe电池的能带图讨论了其中的原因.     

光整流法产生THz辐射转化率的理论分析

从理论上分析了超短激光脉冲在二阶非线性晶体中光整流效应产生THz辐射的过程，讨论了影响激光能量转换为THz辐射能量的效率的各种因素；入射激光脉冲宽度对转换效率影响非常大．对于一般二阶非线性晶体，当晶体厚度等于相干长度Lc时，光对THz的转换效率最高．对于周期性极化的非线性晶体，在忽略介质吸收的情况下，转换效率与介质厚度成正比．考虑介质对THz的吸收，晶体的有效长度Leff=0．63／α,再增大晶体长度，转化效率将没有明显增加，并最终趋于常数．     

基于约束螺旋理论的机构自由度分析的普遍方法

系统总结和陈述了基于约束螺旋理论的机构自由度分析的原理和方法，并进一步用典型的6个疑难机构的自由度为例介绍这一方法的应用．从这些例子可以看出，这个方法简单有效，相对别的方法更具有一般性．此外，这个方法对自由度瞬时性和连续性的判定也非常方便．相对而言，它成为当今有效分析自由度的一般方法，具有重要的科学价值和实用意义．