检索结果-南通市图书馆

作者：刘云桂林电子科技大学

学位级别：硕士

随着科学技术的进步和人们节能意识的增强,追求高性能、绿色环保的可再生新能源和节能减排的新型光源成为人们的目标。这其中太阳能电池和发光二极管(LED)应用最为广泛。太阳能电池和LED这类的光电器件都是由多层介质材料组成且依靠光... 详细信息

随着科学技术的进步和人们节能意识的增强,追求高性能、绿色环保的可再生新能源和节能减排的新型光源成为人们的目标。这其中太阳能电池和发光二极管(LED)应用最为广泛。太阳能电池和LED这类的光电器件都是由多层介质材料组成且依靠光作为媒介,所以光在其界面处的反射损耗成为光电器件不可规避的问题。纳米结构由于自身具有高增透性、全方向等优点被广泛应用到光电器件中。但由于其特征尺寸为纳米量级且用于制备微结构的光刻技术成本极高,从而限制了纳米结构光电器件的发展。此时,操作简单、成本低廉且可大面积制备纳米结构的自组装技术,成为制备纳米结构的优秀替代方法。本文以基于自组装三角排列纳米结构的LED和硅基太阳能电池的表面光学增透为研究对象,主要研究内容和成果有以下几部分:(1)进行基于P-GaN严格周期性三角排列纳米结构的LED的工作原理分析。建立理论仿真模型,对纳米结构的不同几何参数进行分析,探究不同的几何形状的影响机理。仿真结果表明引入三角排列纳米结构后,LED的辐射模式发生变化且光萃取效率明显增强。与平板型LED相比,抛物线型纳米结构LED光萃取效率在周期为0.7μm、高度为0.15μm和填充因子为0.1的最优结构参数下提高了48.74%。(2)进行基于自组装AAO制备的表面三角排列杯状纳米结构硅片的抗反射性能的研究。通过自组装技术制备多孔AAO以及转移AAO模板、热蒸镀金属铝掩膜柱、干法刻蚀等工艺程序在硅片表面制备了杯状纳米结构硅阵列。与平板硅片的反射率相比,此结构能有效提高硅片的抗反射能力,表面具有硅阵列的硅片在波长为250-2500nm区间内反射率均低于25%。(3)此部分在第(2)部分的基础上进一步将杯状纳米结构推向于硅基太阳能电池,同时仿真模拟表面杯状纳米结构对硅基太阳能电池吸收光能力的影响。结果表明在表面杯状纳米结构的确具备高光捕获性能,并且在最优结构参数下,太阳能电池Jph最高可达到31.19 m A/cm,优于其他侧壁轮廓纳米结构。

关键词：自组装纳米结构抗反射性能发光二极管(LED) 时域有限差分法(FDTD) 太阳能电池

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硅纳米线和氧化镍/硅复合纳米线的制备、表征及应用研究

硅纳米线和氧化镍/硅复合纳米线的制备、表征及应用研究

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作者：邱梦春湘潭大学

学位级别：硕士

自上世纪90年代起,低维纳米结构材料的制备、表征和应用引起了研究者的广泛的关注。其中,硅基一维纳米结构因为具有比体硅材料更奇异的物理化学特性,且与当代成熟的微电子技术相兼容,是制备各种纳米功能器件最理想的材料之一,成为当前... 详细信息

自上世纪90年代起,低维纳米结构材料的制备、表征和应用引起了研究者的广泛的关注。其中,硅基一维纳米结构因为具有比体硅材料更奇异的物理化学特性,且与当代成熟的微电子技术相兼容,是制备各种纳米功能器件最理想的材料之一,成为当前纳米技术领域的研究热点。本文对一维硅基纳米结构进行了制备、表征及性能测试的研究,探索其在能量储存与转化器件上的应用潜力。主要工作内容如下:1.采用单晶硅衬底通过金属诱导化学刻蚀法制备了高质量单晶硅纳米线阵列。采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射和拉曼光谱详细研究了单晶硅纳米线的形貌和结构。在深入了解金属诱导化学刻蚀法制备单晶硅纳米线的机理基础上通过改进实验过程和参数,成功在多晶硅衬底上制备了硅纳米线。这些结果对硅基纳米线的低成本规模化应用具有十分重要的意义。2.采用改进的金属诱导化学刻蚀法,在商用太阳能级多晶硅片表面大面积制备出了硅纳米线。形貌表征发现纳米线生长的长度与刻蚀时间成线性关系,生长速度约为0.766μm /min。漫反射谱测量表明这种硅纳米线长度对其表面减反射性能具有调节作用。其中,刻蚀时间长于45分钟的样品具有优良的减反射性能,在190-800 nm波段,表面的反射率低于9%。研究结果对制备性能优越的抗反射太阳能电池绒面具有十分重要的参考价值。3.以单晶硅纳米线阵列为模板,采用化学镀镍和后退火处理制备了NiO/Si复合纳米线阵列。将这种复合纳米线阵列作为锂离子电池的阳极,进行了充放电循环性能测试。测试结果表明,通过调节循环电压范围,壳层NiO成为储锂的活性材料而单晶Si内核作为力学支撑和良好的电子传输途径。这种NiO/Si复合纳米线阵列电极具有优越的储锂性能,在50mA/g的电流密度下循环30次后其可逆电容量为606.13 mAh/g。

关键词：硅纳米线抗反射性能 NiO/Si复合纳米线阵列储锂性能可逆电容量

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抗反射表面金刚石车削的研究

抗反射表面金刚石车削的研究

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作者：刘志伟吉林大学

学位级别：硕士

对于抗反射表面加工,传统的微机电(MEMS)技术,各类基于激光、反应离子束制备技术以及相对前沿的纳米压印、化学生长合成等加工技术,往往存在设备成本较高,制备周期长,材料局限性高等问题,且不能有效控制在复杂面型基础上制备抗反射性能... 详细信息

对于抗反射表面加工,传统的微机电(MEMS)技术,各类基于激光、反应离子束制备技术以及相对前沿的纳米压印、化学生长合成等加工技术,往往存在设备成本较高,制备周期长,材料局限性高等问题,且不能有效控制在复杂面型基础上制备抗反射性能结构表面。本文一方面为打破上述局限性,另一方面考虑到现有研究结果表明非周期性的表面结构比阵列特征的表面结构具备更佳的抗反射性能,由此提出了一种三自由度伪随机车削方法,能够实现在多种材料、任意自由曲面面型下,以金刚石车削形式加工抗反射功能结构表面。该方法在保证目标表面面型精度和加工效率的前提下,主动控制金刚石刀具做空间三自由度伪随机运动,以此获得任意解析自由曲面面型基础上的非周期性残留结构特征表面。本文主要工作及贡献有：1.提出了三自由度伪随机刀具路径。通过分别对具有解析特征的待加工工件表面和金刚石刀具建立笛卡尔坐标系,采用等角度离散办法,以刀刃轮廓和目标表面相切为条件求解刀触点,从而生成自由曲面恒进给刀具路径。考虑实际工作时的金刚石刀具的运动约束,构建可调参数的二阶处理系统,将生成的具有平均分布特性的随机信号通过该系统处理最终生成驱动信号,最终生成三自由度伪随机刀具路径。2.提出了一种新型串并混联三自由度快速刀具伺服(Fast Tool servo, FTS)机构。与现有三自由度FTS机构以及微位移平台相比,本文机构具有较高的开环运动解耦性能。该机构利用差动原理实现x轴与z轴的运动,而y轴运动由串联部分独立产生。并在设计过程中分别以柔度矩阵算法和有限元软件进行了静力学和运动学分析与验证。进一步对该机构进行了开环离线测试,其沿x轴方向的行程为-8.43μm至12.38 gm,y轴方向的行程为12.2μm,z轴方向的行程可以达到23.1μm,且各轴运动耦合量均小于5%,相应运动分辨率分别为10nm,12nm与10nm;测得各轴固有频率分别为870 Hz,1030 Hz及840Hz,确保该机构能够具备300 Hz的工作带宽;此外,各轴的开环阶跃响应时间均较小,保证了其快速跟踪能力。3.进行了抗反射表面加工及性能对比实验。分别以6061铝、黄铜及紫铜为待加工材料,在不同参数条件下进行了实际伪随机车削实验,对获得工件表面在激光扫描显微镜下作了表面残高结构观察,具体分析了不同因素对工件表面残高特征的影响,验证本文提出的三自由度伪随机车削办法能够有效加工出非周期性表面残高结构。通过CCD激光分析仪和激光发射器搭建了抗反射性能测试系统,分别对不同加工参数下传统恒进给车削所获得的工件表面与伪随机车削的工件表面做了对比试验,实验结果很好地验证了本文三自由度伪随机金刚石车削条件下的非周期性表面结构具备更佳的抗反射效果。

关键词：抑制反射伪随机车削三自由度快速刀具伺服柔性铰链柔度矩阵抗反射性能

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硅纳米锥结构的光吸收特性仿真研究

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信息记录材料 2023年第9期24卷 20-22,26页

作者：王颖罗宇浏陕西学前师范学院陕西西安710061 西安电子科技大学微电子学院陕西西安710071

纳米硅阵列材料由于其与体硅材料所不同的新颖的物理性质,在硅基探测器件与太阳能电池等光电器件中有着潜在的应用前景。本文通过制备硅基纳米阵列结构来对光进行高效吸收,对改善器件的抗反射性能有着明显的影响。本研究利用时域有限差... 详细信息

纳米硅阵列材料由于其与体硅材料所不同的新颖的物理性质,在硅基探测器件与太阳能电池等光电器件中有着潜在的应用前景。本文通过制备硅基纳米阵列结构来对光进行高效吸收,对改善器件的抗反射性能有着明显的影响。本研究利用时域有限差分法在红外波段(1000~2000 nm)设计了具有陷光结构的硅纳米锥阵列结构,对具有不同形状和结构的周期性硅阵列纳米锥结构进行了光学性质的仿真研究,探究了不同结构参数对于射入光线的反射性能的影响,对仿真结果进行了分析。在设计的最优化结构下,最低的反射率和无结构的体硅相比从31%降低到1.5%。

关键词：硅纳米结构抗反射性能

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