InGaN/GaN多量子阱太阳电池的光电性能研究

对利用In含量为0.3的In Ga N/Ga N多量子阱制作的In Ga N太阳电池的结构和光电性能进行了研究,该太阳电池的In Ga N/Ga N多量子阱结构在一定程度上减轻了In N和Ga N相分离现象.研究结果显示,In Ga N/Ga N多量子阱结构的太阳电池,在单色光波长大于420 nm的工作条件下的光电性能有明显的改善.利用In Ga N/Ga N多量子阱结构制作的In Ga N太阳电池,其开路电压约为2.0 V,填充因子约为60%,在波长420 nm时,外量子效率为40%,但在波长450 nm时,却只有10%.     

Nd掺杂对ZnO带隙及染料敏化太阳能电池光电性能的影响

利用溶液法制备Nd掺杂ZnO,并通过X射线衍射(XRD)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)和光电流密度-光电压曲线研究Nd掺杂对ZnO带隙及染料敏化太阳能电池光电性能的影响.结果表明:Nd原子取代Zn原子掺杂到ZnO晶格中;Nd掺杂使ZnO带隙窄化,导致其UV-Vis谱吸收带边红移,且随着掺杂摩尔分数的增加,红移和窄化程度增大;掺杂Nd可提高电池的光电流及光电转换效率,当掺杂Nd的摩尔分数分别为0.5%,1.0%,1.5%时,其光电流密度分别为9.51,13.01,10.79mA/cm2,光电转换效率分别为2.28%,2.84%,2.48%.     

配聚物[Cd2（2,5-pdc）2（H2O）4]n的光电性能

采用水热合成法,以2,5-吡啶-二羧酸为配体,得到了Cd(Ⅱ)配聚物:[Cd2(2,5-pdc)2(H2O)4]n(2,5-H2pdc=2,5-吡啶-二羧酸).采用X射线单晶衍射确定了配聚物的晶体结构.配聚物的不对称单元为Cd2(2,5-pdc)2(H2O)4,其中两个不等效的金属Cd(Ⅱ)离子均为6配位.在配聚物晶体中,Cd(Ⅱ)离子之间通过pdc2-上的羧基O原子连接,形成了具有2D结构的配聚物,氢键进一步将其连接成3D超分子.采用表面光电压光谱(SPS)研究了配聚物的表面光电性能.结果表明,该配聚物在300~800nm范围内呈现出较强的光伏响应,表明他具有一定的光-电转换能力.对配聚物的UV-Vis-NIR吸收光谱、IR光谱进行了测定和指认,并将SPS谱与UV-Vis-NIR吸收光谱进行了关联.     

Ni(Ⅱ)配聚物的合成、结构及光电性能研究

采用水热方法,合成Ni(Ⅱ)配聚物[Ni(H2btec)(phen)·(H2O)2]n(H4btec=1,2,4,5-均苯四甲酸,phen=1,10啡啰啉),通过单晶X射线衍射确定了配聚物的晶体结构.X射线单晶衍射结果表明,配聚物属于三斜晶系,P-1空间群,晶胞参数为a=0.953 5(2)nm,b=1.066 8(2)nm,c=1.092 5(2)nm,α=76.905(3)°,β=74.780(4)°,γ=74.759(3)°,V=1.019 7(4)nm3.在晶体中,中心金属Ni(Ⅱ)离子为五配位,是由H2btec桥连成的2D配聚物,并由氢键连成3D网络结构.在室温下对配聚物的IR和UV-Vis吸收光谱进行了测定和分析指认.利用表面光电压光谱(SPS)研究了配聚物的表面光伏性能.结果表明,配聚物在300~800nm范围内有较宽而明显的光伏响应带,表明它具有一定的光-电转换能力.将其SPS与UV-Vis吸收光谱进行关联,发现它们密切相关.     

基于CuPc的反式钙钛矿太阳能电池低温制备

引入一种典型的p型半导体材料CuPc,采用反式钙钛矿太阳能电池结构,利用热蒸发沉积方法将其作为电池的空穴传输层,在低温条件下制备电池器件.对不同厚度CuPc膜对钙钛矿电池性能的影响进行了优化,采用电流-电压测试、扫描电镜、原子力显微镜和X-射线衍射等方法分析了电池的光电性能和薄膜质量.研究结果表明:热蒸发沉积的CuPc层具有良好的平整性和覆盖性,当其厚度为10 nm时,器件在刚性基底上取得了15.37%的最高光电转化效率,在柔性基底上取得了12.66%的最高光电转化效率.该电池制备过程简单、成本低且重复性高,为进一步制备大面积、高效率以及柔性化的钙钛矿太阳能电池提供了参考.     

基于STC12C5A60S2的CCD光电自准系统设计

鉴于传统光电自准直仪设备体积大,价格昂贵,课题提出并设计一简易、小型轻便适用于科研教学的光电自准系统平台。以CCD为主要传感器将光信号转变为电信号,利用STC12C5A60S2单片机采集光强信息并分析计算后控制步进电机移动,从而实现自动寻找光心是否对准的系统功能。     

采用改进粒子群算法的机载光电平台多目标优化

为了提高光电平台的动态特性,减少受激励源的振动响应,通过引入交叉算子、学习因子和混沌变异等,提出了一种改进粒子群算法,并采用改进粒子群算法与动力学联合优化的方法(APSO-ABAQUS)对机载光电平台进行多目标优化研究。首先建立了光电平台的有限元模型,并将该模型的模态计算结果与模态试验测试值进行对比,验证了光电平台有限元模型的有效性;然后将优化前仿真得到的光电平台的振动响应与随机振动试验得到的振动响应相比较,进一步验证模型有效;最后以振动响应、质量和刚度特性为优化目标,对光电平台进行优化。结果表明:优化前振动加速度峰值为641.30 m/s~2,优化后的振动加速度峰值为375.68 m/s~2,较优化前振动加速度峰值降低了41.42%;优化后光电平台基频由74.53 Hz提高到107.36 Hz,提高了44.04%,较大程度提升了平台的动刚度,有效提高了光电平台的动态性能;光电平台的质量由优化前的53.4 kg减小至48.6 kg,质量降低了8.64%,优化后光电平台的结构更加合理;建立的APSO-ABAQUS多目标优化模型是合理可行的,可为其他结构优化设计提供一定的借鉴。     

液氩探测器的低温PMT性能测试

中国暗物质实验(China dark matter experiment,CDEX)拟使用液氩探测器作为高纯锗探测器的反符合探测器,其使用的光电倍增管(photomultiplier tube,PMT)需能长期稳定地工作在液氩温度(87.3 K)下.PMT在使用前,须掌握其在低温下的性能情况.文章分别在室温和低温环境中测试了ETL 9357FLA型光电倍增管,获得了单光电子响应、暗计数率以及低温环境中运行的稳定性等重要实验结果.通过详细地对比和分析室温和低温环境中PMT的性能表现,确认该型PMT能在低温环境中正常运行.     

海水营养盐微弱信号检测技术研究

基于光电检测原理和锁相放大技术,对海水营养盐微弱信号检测技术进行了研究。采用模拟锁相放大电路对光电二极管的微弱电压信号进行前置放大滤波处理,基于STM32F401硬件平台提出了改进的变步长最小均方自适应滤波算法对微弱信号做进一步滤波提取,最终实现海水营养盐微弱信号的精准检测。仿真和实验数据表明,该技术方案能够提高营养盐传感器的数据准确度和精密度。     

静电纺丝制备M oS2/TiO2复合纳米纤维材料

以TiO_2和MoS_2为基底的纳米材料在太阳能电池、光电开关、光催化等方面应用广泛,但是单纯的TiO_2和MoS_2纳米材料还有诸多不足,例如:光致电子和空穴对的转移速度慢,复合率高,导致光催化量子效率低.因此本文通过静电纺丝技术合成TiO_2/MoS_2复合纳米材料,以改善单一纳米材料的不足.首先,通过超声的方法将多层片状的MoS_2固体粉碎变成小片、单层结构,之后加入TiO_2的静电纺丝前体溶液中,通过调控静电纺丝的参数,得到MoS_2在TiO_2纳米管分散的纳米纤维结构.通过调节MoS_2浓度,可以有效改善复合材料的形貌,并进一步利用XRD、TEM、SEM、IR等方法对TiO_2/MoS_2复合纳米材料进行详细表征.本文所制备的纳米复合材料,MoS_2均匀镶嵌在TiO_2内部,不易脱落,结构稳定,将在太阳能电池、光电开关、光催化等方面有潜在的应用价值.