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二硫化钼/硅异质结太阳能电池的制备及性能优化

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二硫化钼/硅异质结太阳能电池的制备及性能优化

作者：黄锐明厦门大学

学位级别：硕士

为了解决大量使用化石燃料带来的环境污染问题,满足人们对清洁、无污染可再生能源的需求,对太阳能的有效使用已成为人们广泛研究的热点。太阳能电池技术就是利用太阳能的方式之一,它是将太阳能转换为电能的一种技术。目前晶硅太阳能电... 详细信息

为了解决大量使用化石燃料带来的环境污染问题,满足人们对清洁、无污染可再生能源的需求,对太阳能的有效使用已成为人们广泛研究的热点。太阳能电池技术就是利用太阳能的方式之一,它是将太阳能转换为电能的一种技术。目前晶硅太阳能电池技术已经非常成熟,占据了大量的市场份额,但其缺点在于成本过高。人们希望在保持晶硅太阳能电池高转换效率的同时降低生产成本。而解决这一问题的方法之一便是制备2D/3D(硅)结构的太阳能电池。将具有优异性能的二维材料与具备成熟工艺的晶体硅结合制备成硅基异质结太阳能电池,不仅降低了生产成本而且有望达到晶硅太阳能电池的效率。在众多的二维材料中,二硫化钼材料以其在可见光范围内优异的光吸收率和可调的禁带宽度成为2D/3D(硅)结构太阳能电池材料的主选之一。因此,在本论文中将围绕化学气相沉积法制备高质量、大面积的二硫化钼薄膜以及二硫化钼/硅异质结太阳能电池的制备与性能研究展开。主要内容如下:(1)采用化学气相沉积法成功制备出了二硫化钼薄膜。结合X射线衍射仪探究了钼源用量、钼源加热温度、硫源与衬底之间的距离三个生长条件对二硫化钼薄膜质量的影响。结合实验结果,从理论角度分析了二硫化钼薄膜中产生二氧化钼杂相的原因。通过优化生长条件,我们成功合成出了高质量、大面积的二硫化钼薄膜。使用扫描电镜显微镜、拉曼光谱、光致发光光谱对二硫化钼薄膜进行表征,证实了我们合成的是多层二硫化钼薄膜。该研究结果对化学气相沉积法可控制备二硫化钼薄膜具有重要意义。(2)为了探究二硫化钼薄膜在太阳能电池中的应用,采用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)转移法,将生长在SiO2/Si基底上的二硫化钼薄膜成功转移到了清洗干净的p型Si基底上,从而形成了二硫化钼/硅异质结。在二硫化钼和硅上分别制作了金属电极,进而组装出了二硫化钼/硅异质结太阳能电池。使用太阳能电池测试系统对二硫化钼/硅异质结太阳能电池进行测试,电池的开路电压为0.1334 V,短路电流密度为0.436 mA/cm2,填充因子为16.41%,光电转换效率为0.0096%。(3)为了提升二硫化钼/硅异质结太阳能电池的性能,使用AFORS-HET太阳能电池仿真软件模拟出了二硫化钼/硅异质结太阳能电池。从能带和电场角度分析了软件的模拟结果,发现背电极功函数很大程度地影响二硫化钼/硅异质结太阳能电池的性能。根据模拟结果改进了二硫化钼/硅异质结太阳能电池的制备工艺,将背电极从银电极更换为了功函数更高的金电极。改进了制备工艺的二硫化钼/硅异质结太阳能电池的性能得到了很大提升,开路电压提高到了 0.3537 V,短路电流密度提高到了 5.095 mA/cm2,填充因子提高到了 49.23%,光电转换效率提高到了 0.886%。为了进一步提升二硫化钼/硅异质结太阳能电池的性能,使用模拟软件分析了硅掺杂浓度和二硫化钼/硅界面缺陷态对二硫化钼/硅异质结太阳能电池性能的影响。研究结果表明提升硅掺杂浓度和降低界面缺陷态密度能够有效提升二硫化钼/硅异质结太阳能电池的性能。

关键词：化学气相沉积法二硫化钼异质结太阳能电池数值模拟

CuSCN作为石墨烯/硅异质结太阳能电池无机界面层的数值模拟

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材料导报 2021年第4期35卷 4001-4006页

作者：张铃杨钦如余梦黄锐明程其进厦门大学能源学院厦门361102 厦门大学深圳研究院深圳518000 厦门大学电子科学与技术学院厦门361005

界面工程是改善石墨烯/硅异质结太阳能电池性能的有效方法之一,但目前常用的界面材料存在价格高、稳定性差等问题。本实验采用AFORS⁃HET软件对石墨烯/硅太阳能电池进行数值模拟,并引入无机界面材料CuSCN实现降低电池成本、优化器件性能... 详细信息

界面工程是改善石墨烯/硅异质结太阳能电池性能的有效方法之一,但目前常用的界面材料存在价格高、稳定性差等问题。本实验采用AFORS⁃HET软件对石墨烯/硅太阳能电池进行数值模拟,并引入无机界面材料CuSCN实现降低电池成本、优化器件性能和稳定性的目的,研究了CuSCN界面层的作用、CuSCN层的空穴迁移率和CuSCN/n⁃Si的价带补偿对太阳能电池性能的影响。结果表明,引入CuSCN界面层和增加CuSCN层的空穴迁移率均有利于提高器件的光伏性能。当CuSCN/n⁃Si界面的价带补偿大于-0.1 eV时,CuSCN层可作为电子阻挡⁃空穴传输层;并且当CuSCN/n⁃Si界面的价带补偿为0.2 eV时,所构建的石墨烯/CuSCN/硅异质结太阳能电池模型取得了25.8%的最佳光电转换效率。本研究有助于揭示影响石墨烯/CuSCN/硅异质结太阳能电池性能的各种因素,为制备低成本、高效率的石墨烯/硅太阳能电池提供了有效途径。

关键词：石墨烯肖特基结界面工程硫氰酸亚铜数值模拟能带补偿

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速冻苹果丁的生产工艺研究

汕头科技 2005年第4期 30-32页

作者：黄锐明汕头大洋食品发展总公司

本文通过速冻苹果丁生产工艺的各关键点进行控制，为了解决苹果丁加工过程中易发生褐变，影响产品的风味、营养成分和外观的质量，制定了食盐溶液抑制酶促褐变和热烫灭酶的方法，探讨速冻加工苹果丁的工厂化生产方法。

关键词：速冻苹果丁褐变酶促褐变热烫灭酶

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集成电路辐射敏感度混响室测试方法

安全与电磁兼容 2014年第5期 74-76,84页

作者：黄锐明

介绍了混响室测试法的工作原理,并通过对GTEM法与混响室法的测试方法和测试结果的对比分析,表明混响室测试方法在1 GHz以上的高频范围测量集成电路(IC)的辐射敏感度更有优势。

关键词：混响室电磁兼容集成电路发射敏感度

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卵巢伴异源成分的支持间质细胞瘤一例

中华病理学杂志 2004年第3期33卷 300-301页

作者：彭文明郭昊昶曹长安郑秀玲刘少颜方云光黄锐明广州医学院附属广州市第二人民医院 510150

患者女,28岁.停经5个月,发现盆腔肿块于2002年11月来我院就诊,体检:右下腹扪及6 cm×6 cm×7 cm大小的包块,活动.B超检查:右卵巢囊肿.核医学进行性激素6项时间分辨免疫测定(DSLFIA)报告:促卵泡激素(FSH)、黄体生成素(LH)、雌二醇(E2)、... 详细信息

患者女,28岁.停经5个月,发现盆腔肿块于2002年11月来我院就诊,体检:右下腹扪及6 cm×6 cm×7 cm大小的包块,活动.B超检查:右卵巢囊肿.核医学进行性激素6项时间分辨免疫测定(DSLFIA)报告:促卵泡激素(FSH)、黄体生成素(LH)、雌二醇(E2)、孕酮(Prg)、泌乳素(PRL)在正常范围.睾酮(Tes)为13.70 nmol/L(参考值范围0～3.0 nmol/L).临床诊断为卵巢囊肿性质待查:(1)卵巢畸胎瘤;(2)卵巢黏液性囊腺瘤.妇科手术切除肿瘤。

关键词：异源成分支持细胞瘤间质细胞瘤病理检查卵巢肿瘤

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茄子自交系种子的繁殖技术

长江蔬菜 2007年第6期 16-17页

作者：陈华斌卢永奋马春梅黄锐明谢晓凯汕头市白沙蔬菜原种研究所

茄子生产上多用一代杂交种。杂交制种中首先必须有高纯度的配对亲本，茄子经过多代自交授粉纯化和筛选可获得制种用亲本。茄子为常自交植物，异交率5％～7％，因此自交系种子纯化的效果如何，将严重影响茄子定型亲本和杂交制种的质量。... 详细信息

茄子生产上多用一代杂交种。杂交制种中首先必须有高纯度的配对亲本，茄子经过多代自交授粉纯化和筛选可获得制种用亲本。茄子为常自交植物，异交率5％～7％，因此自交系种子纯化的效果如何，将严重影响茄子定型亲本和杂交制种的质量。以往茄子自交授粉多用套袋、塑料夹夹花，再用牙签挑离花粉授粉等方法。由于茄子花粉管壁较厚、坚韧，花粉不易挑出，涂抹花粉时常损伤柱头。

关键词：自交系茄子繁殖技术种子杂交制种一代杂交种花粉亲本

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早熟辣椒品种比较试验

广东农业科学 2003年第1期30卷 15-17页

作者：黄锐明王穗涛谢晓凯汕头市白沙蔬菜原种研究所广东澄海515800

12个早熟辣椒品种比较试验结果表明:江苏23号、粤椒1号、川椒B特早、景尖椒2号、丰椒2号、9017的生长势强、早熟、丰产、果实商品性好、抗病性强,适宜华南地区推广种植;丰椒4号、川椒A特早、辣优2号的综合性状较好,如加强田间管理,也可... 详细信息

12个早熟辣椒品种比较试验结果表明:江苏23号、粤椒1号、川椒B特早、景尖椒2号、丰椒2号、9017的生长势强、早熟、丰产、果实商品性好、抗病性强,适宜华南地区推广种植;丰椒4号、川椒A特早、辣优2号的综合性状较好,如加强田间管理,也可在本地栽培生产;秦椒2号属中晚熟品种,综合性状一般,不太适宜华南地区种植。

关键词：辣椒早熟品种品种比较试验综合性状

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茄子果径遗传效应初探

长江蔬菜 2006年第9期 45-46页

作者：黄锐明陈国良谢晓凯卢永奋卢海强广东汕头市白沙蔬菜原种研究所汕头市澄海区隆都镇农业服务中心汕头市白沙蔬菜原种研究所

用小果径自交系I521593和大果径自交系SJ16212865为材料,通过自交、杂交和回交,获得亲本、F1、F2、BC1和BC2各世代,按照数量遗传学理论对6个世代群体的果长的遗传效应进行了研究。结果表明:茄子果径遗传方式属于数量遗传;其遗传效应符... 详细信息

用小果径自交系I521593和大果径自交系SJ16212865为材料,通过自交、杂交和回交,获得亲本、F1、F2、BC1和BC2各世代,按照数量遗传学理论对6个世代群体的果长的遗传效应进行了研究。结果表明:茄子果径遗传方式属于数量遗传;其遗传效应符合加性-显性遗传模型,且以加性效应为主;控制果径性状的最少基因数目为4对;果径的狭义遗传力为61.45%。

关键词：茄子果径宽度遗传效应

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室温下不同贮藏时间对茄种子活力的影响

广东农业科学 2009年第9期36卷 56-57页

作者：卢永奋柳江海黄锐明马春梅张卫君汕头市白沙蔬菜原种研究所广东汕头515800

研究了室温下不同贮藏时间对茄种子吸水特性、发芽势、发芽率和活力指数的影响。结果显示,在室温下贮藏时间3个月的茄种子发芽率为98.2%、活力指数为0.062;贮藏1、2、3、5年后,茄种子发芽率分别下降至93.5%、72%、43%、0.0%,活力指数分... 详细信息

研究了室温下不同贮藏时间对茄种子吸水特性、发芽势、发芽率和活力指数的影响。结果显示,在室温下贮藏时间3个月的茄种子发芽率为98.2%、活力指数为0.062;贮藏1、2、3、5年后,茄种子发芽率分别下降至93.5%、72%、43%、0.0%,活力指数分别为0.045、0.042、0.018和0;而不同贮期茄种子的吸水特性差异不明显。

关键词：茄种子贮藏时间发芽率活力指数