光子晶体在荧光集光太阳能光伏器件中对波长选择反射的理论计算

为了减少荧光集光太阳能光伏器件的非全反射荧光逃逸,使荧光有效传输到侧面的太阳能电池上,可以在光波导介质与空气界面铺设一层二维光子晶体,利用光子晶体的光子带隙实现荧光的全反射,有可能提高光波导对荧光的收集效率.这里用有限元分析软件Ansys计算了不同折射率、不同形状(圆柱、四棱锥、四方柱、六角柱、圆锥)正方晶格单层二维光子晶体0～45°间TE波和TM波的反射系数.结果表明,当光波导介质为玻璃(折射率1.5)、光子晶体介质为TiO2(折射率2.2)、形状为四方柱时,光子晶体在0～13°的范围内形成带隙,相应的理论收集效率从74.5%提高到77.1%.     

全国产化掺镱双包层高功率光纤激光器的研制

利用自行研制的大模面积双包层光纤和光学耦合系统以及国产的LD泵源,研制开发出一种便携式掺Yb3 双包层光纤激光器,最大激光输出功率达到了12.73W,斜率效率为76.9%,激光器的光-光转换效率为45%.实现了全国产化的、高功率、高转换效率的稳定激光输出,而且具有较高的光束质量.给出了该激光器的实验结果,并对其主要特性进行了简要的分析.     

基于多功能层TiO2薄膜增强染料敏化太阳能电池性能?

利用粒径为20和200nm TiO2在导电玻璃表面制备光阳极的光透明层薄膜、混合层薄膜以及散射层薄膜,通过有效地调整3种薄膜结构进而制备了染料敏化太阳能电池.研究表明,多功能层TiO2膜结构大幅度地提升了光电流,而且电子在多功能层TiO2膜内的界面传输阻抗较低.将3种薄膜有效结合并控制其厚度,可以有效地提高染料敏化太阳能电池的性能,在AM1.5,光强度为100 mW·cm-2的条件下,染料敏化太阳能电池光电转化效率可以提升至5.29%,电流密度达到11.7mA·cm-2.     

空气扩散电极的结构对扣式锌空气电池性能的影响

为了研究空气扩散电极的结构对扣式锌空气电池性能的影响,采用辊压法制作了单层膜、三层膜和两种不同结构的双层膜分别作为扣式锌空气电池的空气电极;测试了空气电极的透气性、极化曲线;并测试了用各种膜电极制作的扣式锌空气电池的放电性能.研究结果表明,单层膜空气电极的透气性能最好,在相同的极化电位下的极化电流密度最大;三层膜空气电极防漏液性能相对最好;催化层与透气层直接接触的双层膜电极由于具有较好的透气性、放电电流密度较高、防漏性能好并延长了电极使用寿命,因而由其装配所得的扣式锌空气电池具有最长的放电时间和最高的平均工作电压.     

200 W高光束质量全固态Nd:YVO4板条激光器研究

为了获得高光束质量的中功率激光,利用激光二极管阵列双端抽运Nd:YVO4,采用折叠混合腔结构的板条结构,获得激光的最大输出功率为202W,光-光转换效率为47.5%;光束质量M2因子在水平方向和垂直方向分别为1.72和2.25.     

ZnO纳米棒对倒序Cu_2ZnSnS_4薄膜太阳能电池光电性能的影响

为了提高光生电子在半导体纳晶薄膜的输运速度,在导电玻璃基底上通过先沉积种子层、再生长ZnO薄膜的方法,制备了结构均匀、垂直基底的ZnO纳米棒.采用溶液法并经硫化在ZnO纳晶薄膜上制备铜锌锡硫(CZTS)薄膜,分别以聚噻吩和铜为空穴传输层和对电极组装倒序结构CZTS薄膜太阳能电池.通过改变ZnO纳米薄膜的微观形貌,研究用于电子传输的纳晶薄膜的微观结构对倒序结构CZTS薄膜光电性能的影响.实验结果表明:与ZnO纳米颗粒相比,由于Zn O纳米棒有利于CZTS吸收层电子空穴的分离和光生电子在ZnO纳晶薄膜内的输运,减少光生电子和空穴的复合,倒序CZTS太阳能电池的光电转换效率从0.04%提高到0.31%.     

激光二极管端面泵浦Nd:YVO4板条激光器

利用激光二极管列阵端面泵浦Nd:YVO4板条激光晶体结合稳定-非稳混合腔结构,获得78.9W近衍射极限1064nm 激光输出,斜效率52.4%,光-光转化效率42.9%.     

枇杷冠层内光分布模拟及光截获分析

为定量分析植物冠层结构对光截获的影响,以枇杷树为研究对象,模拟冠层内光的空间分布以及随时间变化情况. 实地测量获取树木形态结构参数,建立精细的三维虚拟植物模型,运用辐射度算法模拟光在冠层内的传输过程,分析冠层内光分布并以可视化的形式表达. 采用光截获效率分析指标STAR和相对光合有效辐射RPAR,探索冠层内光截获效率空间分布和日变化情况. 结果表明,枇杷冠层内光主要分布在向阳面的外围及中上层区域,背阴面的内膛及中下层区域光截获效率较低.     

IWO缓冲层对MOCVD-ZnO:B薄膜性能的影响研究

金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术生长的绒面ZnO透明导电(ZnO-TCO)薄膜应用于Si基薄膜太阳电池上能够形成"陷光结构",以提高薄膜太阳电池效率和稳定性。本文将电子束反应蒸发技术生长的掺W的In2O3(In2O3:W,(IWO)薄膜作为缓冲层,应用于MOCVD-ZnO:B薄膜与玻璃之间,可促进ZnO:B薄膜的生长,并且有效提升薄膜的光散射特性。当IWO缓冲层厚度为20nm时,获得的IWO/ZnO:B薄膜的电阻率为2.07×10-3Ω.cm,迁移率为20.9cm2.V-1.s-1,载流子浓度为1.44×1020 cm-3;同时,薄膜具有的透过率大于85%,且在550nm处绒度较ZnO:B薄膜提高了约9.5%,在800nm处绒度较ZnO:B薄膜提高了约4.5%。     

改善硼硅基质荧光玻璃发光性能的方法

制备了Na_2O-B_2O_3-SiO_2-ZnO-BaO的基质玻璃,该基质玻璃光学性能良好,透光率高,色泽纯净透明。使用基质玻璃与荧光粉共烧结,打磨至1mm可以得到荧光玻璃样品。发现共烧结30min时荧光玻璃有最大的发光强度,烧结时间过长破坏荧光粉的物理结构,烧结时间过短无法获得较好的光学性能。荧光粉含量(质量百分比)为3%时荧光玻璃发射强度最大,荧光粉过少时光转换效率低,荧光粉过多时出现浓度猝灭效应。使用碳粉还原性气氛烧结最大可以获得425%的发光效率提升。     

薄膜厚度对玻璃纤维表面SnO2薄膜透光导电性能的影响

 以SnCl₄·5H₂O为原料,乙醇为溶剂,配制SnO₂溶胶,并采用溶胶-凝胶法在玻璃纤维表面生成一层均匀的涂膜,通过控制反应物初始浓度和玻璃纤维提拉次数在玻璃纤维表面制备具有不同厚度的SnO₂薄膜.研究了薄膜厚度对薄膜的物相结构、透光率和电阻率的影响及原因.结果表明:随着薄膜厚度的增加,薄膜的晶化程度提高,晶粒尺寸增大,导电性能提高,而透光率呈现逐渐减小的趋势.当薄膜厚度为557 nm时,薄膜的电阻率最小,为0.16 Ω·m.薄膜厚度在56~340 nm之间时,薄膜的透光率在76%以上,而当薄膜厚度继续增加时,透光率下降到低于62%.     

多孔薄膜型TiO_2光催化剂及其环境净化研究

利用溶胶凝胶法在不锈钢以及玻璃载体表面制备了具有多孔结构的TiO2 薄膜光催化剂 ;利用俄歇电子能谱、紫外光谱、X射线衍射以及透射电镜研究了薄膜催化剂的表面结构 ;利用有机染料和含甲醛空气研究了薄膜光催化剂的反应活性 ,获得了很好的结果     

气膜孔参数对气动及叶片温度的影响

为了设计一套满足传热及气动要求的涡轮叶片表面气膜孔方案,以某型涡轮第一级导叶为研究对象,对两种气膜冷却结构进行参数化设计。对冷却效果进行数值模拟,研究不同的气膜冷却方式在涡轮中对气动与叶片表面温度分布的影响。将两种冷却方式计算结果进行对比分析,结果表明：在相同边界条件下, 六列气膜孔结构可以减弱冷气射流冲量,减小与主流掺混时的损失,气动效率较四列气膜孔提高0.3%;六列气膜孔可增大冷气覆盖面积,同时有效防止射流穿透附面层进入主流,降低附面层扰动强度,削弱对上游气膜的影响,叶片表面无量纲温度降低了11.68%。     

交流脉冲制备TiO2薄膜的性能研究

利用150kHz交流脉冲放电进行等离子体化学气相沉积（PCVD），使用Ti（OC3H7）4为源物质，在普通钠钙载玻片上制备了TiO2膜．主要考查了交流脉冲电压、反应室工作气压、气体流量、薄膜沉积温度等工艺参数对薄膜光学特性的影响,通过薄膜透过率和吸光度分析，探讨了各工艺参数对成膜品质的影响．结果表明：在载玻片上．根据不同沉积条件可制成性能不同的TiO2薄膜，均有光催化特性且附着力好．     

穿孔板空气薄膜阻尼结构隔声特性

为了提高空气薄膜阻尼结构中低频段隔声性能,提出了采用复合穿孔结构的空气薄膜阻尼结构,即穿孔板空气薄膜阻尼结构。首先,利用有限元统计能量(finite element-statistical energy analysis, FE-SEA)混合法构建了空气薄膜阻尼结构的数值模型,并与实验结果进行了对比,验证了模型的有效性。在此基础上,研究了穿孔板空气薄膜阻尼结构孔的位置、穿孔率、孔径及孔的形状和排布方式等结构参数对其隔声性能的影响。研究结果表明,在附加板上穿孔使空气薄膜阻尼的隔声性能有明显提升,而基板上穿孔其隔声性能改善效果不佳。并且穿孔率和孔径是影响隔声性能的重要因素,而孔的形状和排列对隔声性能影响不大。此结构为中低频段空气薄膜阻尼隔声结构设计提供了依据,具有重要的工程应用价值。     

TiO2薄膜结构特征初探

主要研究了半导体材料TiO2的部分特征,光谱吸收率与TiO2膜厚度成正比,TiO2膜在烧结前呈水合物团块状结构,表面粗糙度大, 空气中烧结后呈等粒或椭圆粒状镶嵌结构, 表面粗糙度比未烧的小,在抽真空加氮气烧结后成等粒状结构,表面较光滑,在空气中烧结的TiO2膜放至光敏染料中泡1 h后呈等粒状结构,表面较光滑.从TiO2光电池器件输出电功率来看,TiO2膜在空气中烧至450 ℃时的电输出的功率比在氮气中烧至530 ℃的高,印刷TiO2膜的丝网目数为500目时,电输出功率较佳.     

溅射氧化钛薄膜的光学性能及热处理对其结构的影响

常温下采用反应磁控溅射法在K9双面抛光玻璃基底上沉积氧化钛薄膜,通过X射线衍射仪、光栅光谱仪和椭偏仪对氧化钛薄膜样品的光学和结构参数进行测试和分析．结果表明：溅射沉积的氧化钛纳米薄膜呈非晶态;其折射率和消光系数在可见光波段随波长的增大呈指数规律迅速变小,最终趋于一常数,氧化钛薄膜消光系数的平均值很小表明它在可见光波段是透明的;根据所得光学参数计算得到薄膜的透射率在350-800nm光波范围内,与实验测量结果吻合;沉积的氧化钛薄膜样品经过450℃保温6h的退火热处理后,由非晶态转化为晶态．     

A field-emission pressure sensor of nano-crystalline silicon film

The prototype of a field-emission pressure sensor with a novel structure based on the quantum tunnel effect is designed and manufactured, where a cathode emitter array is fabricated on the same silicon plate as the sensible film. For an integrated structure, not only the alignment and vacuum bonding between the anode and cathode are easy to be realized, but also a fine sensibility is guaranteed. For example, the measured current density emitted from the effective area of the sensor can reach 53.5 A/m2 when the exterior electric field is 5.6 x 105 V/m. Furthermore, it is demonstrated by finite element method simulation that the reduction in sensor sensitivity caused by emitters on the sensible film is negligible. The difference between the maximum deflections of the sensible films with and without emitters under specified pressure is less than 0.4 %. Therefore, it can be concluded that the novel field-emission sensor structure is reasonable.     

A new improved structure of dye-sensitized solar cells with reflection film

DYE-SENSITIZED NANOCRYSTALLINE SOLAR CELLS (DSSC), RECENTLY DEVELOPED BY MICHAEL GR?TZEL[1], HAVE BEEN ATTRACTING CONSIDERABLE ATTENTIONS BECAUSE OF ITS HIGH EFFICIENCY, SIMPLE FABRICATION PROCESS AND LOW FABRICA- TION COST[2]. TYPICAL DSSC[3] IS BASED ON A SANDWICH STRUCTURE, WHICH CONSISTS OF TWO GLASS PLATES WITH A TRANSPARENT CONDUCTING OXIDE (TCO) COATING AS SUBSTRATE. O…     

Fe-Ni-Cr玻封合金氧化膜及其封接性能

Ｎｉ４２Ｃｒ６Ｆｅ合金广泛用于制作显象管玻壳阳极帽。为了改善它作为软玻璃的气密性封接材料的性能，采用ＴＥＭ、ＸＲＤ、ＳＥＭ等技术研究此合金表面氧化膜的组成、结构及其气密性封接性能，以选择合适气密封接的氧化膜条件。试验结果表明，氧化初期以Ｃｒ２Ｏ３为主，后期以（Ｆｅ，Ｍｎ）Ｃｒ２Ｏ４为主。氧化膜表面为（Ｆｅ，Ｍｎ）Ｃｒ２Ｏ４，主要起浸润玻璃作用；氧化膜底层为Ｃｒ２Ｏ３，主要起致密稳定和与基体连接的作用。