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MoN_(x)薄膜制备及其在柔性不锈钢CIGS太阳电池中的应用

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太阳能学报 2023年第7期44卷 122-128页

作者：韩胜男常萱陈静伟李晓莉许颖河北大学物理科学与技术学院保定071002

采用反应磁控溅射法制备MoN_(x)薄膜,研究N2流量对MoN_(x)薄膜的结构、形貌、元素组分和光电学特性的影响。通过XRD、SEM、紫外-可见分光光度计等测试,结果表明:当增大N2流量时,薄膜晶相由Mo相向Mo2N相逐渐发生改变,且薄膜的反射率也发... 详细信息

采用反应磁控溅射法制备MoN_(x)薄膜,研究N2流量对MoN_(x)薄膜的结构、形貌、元素组分和光电学特性的影响。通过XRD、SEM、紫外-可见分光光度计等测试,结果表明:当增大N2流量时,薄膜晶相由Mo相向Mo2N相逐渐发生改变,且薄膜的反射率也发生变化,而后利用MoN_(x)薄膜作为抑制Fe等杂质向CIGS薄膜扩散的阻挡层;XRD、SEM结果表明,MoN_(x)薄膜的引入不会影响Mo薄膜、CIGS薄膜晶体结构和形貌;此外,二次离子质谱(SIMS)表明,MoN_(x)阻挡层显著降低了CIGS薄膜中Fe的浓度,最终,将柔性CIGS太阳电池的光电转换效率由10%提升至12.5%。

关键词：太阳电池 CIGS 阻挡层 MoN_(x)薄膜

SnO_(2)作散射层的光阳极膜厚对量子点染料敏化太阳能电池光电性能的影响

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材料研究学报 2023年第7期37卷 554-560页

作者：刘明珠樊娆张萧宇马泽元梁城洋曹颖耿仕通李玲河北大学物理科学与技术学院保定071002

先用一步水热法合成空心纳米球,再将其作为量子点敏化太阳能电池(QDSSCs)光阳极的散射层材料用丝网印刷技术刮涂在TiO_(2)基底上。组装成的QDSSCs电池具有优异的电化学性能,表明SnO_(2)的空心球结构有利于电解质的存储,在保证电子高效... 详细信息

先用一步水热法合成空心纳米球,再将其作为量子点敏化太阳能电池(QDSSCs)光阳极的散射层材料用丝网印刷技术刮涂在TiO_(2)基底上。组装成的QDSSCs电池具有优异的电化学性能,表明SnO_(2)的空心球结构有利于电解质的存储,在保证电子高效传输速率的同时提高其化学稳定性,使循环反应更加有效。在QDSSCs的制备过程中,以ZnCuInSe量子点为敏化剂,进一步研究了吸附量子点后不同膜厚的光阳极对太阳能电池光电性能的影响。膜厚为9μm的SnO_(2)散射层其最高光电转换效率值7.31%,可应用在QDSSCs中。

关键词：无机非金属材料量子点敏化太阳能电池丝网印刷技术 SnO_(2)散射层光阳极膜厚电化学特性

基于不锈钢衬底CIGS太阳电池中Mo(N，O)薄膜的阻挡特性

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复合材料学报 2024年

作者：朱义国韩胜男王浩常萱陈静伟河北大学物理科学与技术学院

不锈钢衬底铜铟镓硒太阳电池因其优异的光电转换效率和可弯曲特性而被广泛应用。但在制备铜铟镓硒(CIGS)薄膜过程中，衬底中的Fe元素会向CIGS薄膜扩散，导致电池性能下降。因此，需要在不锈钢衬底与Mo薄膜之间插入阻挡层来抑制Fe元素的... 详细信息

不锈钢衬底铜铟镓硒太阳电池因其优异的光电转换效率和可弯曲特性而被广泛应用。但在制备铜铟镓硒(CIGS)薄膜过程中，衬底中的Fe元素会向CIGS薄膜扩散，导致电池性能下降。因此，需要在不锈钢衬底与Mo薄膜之间插入阻挡层来抑制Fe元素的扩散。采用反应磁控溅射方法制备了不同O2流量条件下的Mo(N，O)薄膜，通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜及X射线光电子能谱仪测试研究了O2流量对Mo(N，O)薄膜的晶体结构、微观形貌及元素组分的影响，SIMS测试表明插入Mo(N，O)薄膜后，CIGS薄膜中Fe元素的相对强度由无阻挡层时的30 counts降至2 counts。通过优化选用O2流量0.25 mL/min制备Mo(N，O)阻挡层，并制备了CIGS太阳电池，I-V特性测试表明插入Mo(N，O)阻挡层后，电池效率由11.07%提高到14.34%。

关键词：太阳能电池阻挡层 Fe Mo(N，O)薄膜 O CIGS

电极结构对电除尘器内电流体场影响的实验与模拟研究

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电工技术学报 2023年

作者：李庆郭朋朋武磊张银楠乔音音何寿杰河北大学物理科学与技术学院

为了进一步提高电除尘器的除尘效率，该文采用数值模拟与实验相结合的方法研究了电极结构对电除尘器内电场特性及电流体场分布的影响。使用高速离子射流耦合电流体场的模拟方法建立了数值模型，分析了电除尘器内电流体状态及阳极板附近... 详细信息

为了进一步提高电除尘器的除尘效率，该文采用数值模拟与实验相结合的方法研究了电极结构对电除尘器内电场特性及电流体场分布的影响。使用高速离子射流耦合电流体场的模拟方法建立了数值模型，分析了电除尘器内电流体状态及阳极板附近流速，同时使用粒子图像测速法对两种电极结构在不同电压下的电流体状态进行了测定。结果表明，错位板结构可以增强电晕放电强度，降低起晕电压，相较于线板式结构，起晕电压降低了29.41%，电晕电流提升近一倍。电压越高，电流体场受放电极产生的高速离子射流影响越大。入口风速会影响电流体场状态，当入口风速为0 m/s时，电流体状态呈对称的双螺旋结构；入口风速提升至0.1 m/s时，涡旋被挤压变形，继续增大入口风速，涡旋变形程度加大，且靠近入口处涡旋消失。错位板结构能显著降低收尘极板附近流速，当入口风速为0.9 m/s时，线板式与错位板除尘器收尘极板前1 cm平均流速分别为1.28 m/s和0.68 m/s。相比于采用普通的多物理场耦合的方法，采用高速离子射流耦合电流体场方法得到的模拟结果与实验结果更加符合。

关键词：电流体场错位板离子风数值模拟粒子图像测速法

双气隙介质阻挡放电中3种C对称性的斑图及其时间相关性

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河北大学学报(自然科学版) 2024年

作者：刘靖楠冉俊霞吴凯玥武珈存陈俊宇贾鹏英河北大学物理科学与技术学院

斑图是气体放电系统中规律性的结构,一般通过放电丝之间一系列复杂的相互作用形成.本文采用双气隙氩气介质阻挡放电装置,获得了有C4v对称性的暗点斑图、米字形斑图和井字形斑图.利用电学和光学手段对斑图的放电特性进行了表征,并研究了... 详细信息

斑图是气体放电系统中规律性的结构,一般通过放电丝之间一系列复杂的相互作用形成.本文采用双气隙氩气介质阻挡放电装置,获得了有C4v对称性的暗点斑图、米字形斑图和井字形斑图.利用电学和光学手段对斑图的放电特性进行了表征,并研究了其时空相关性.结果表明,暗点斑图是由中心暗点、亮环、外围的小暗点和均匀放电区域组成.米字形斑图和井字形斑图是由中间亮点、边上亮点、对角顶点、竖线和斜线5种不同的瞬态亚晶格组成.这些研究结果对于介质阻挡放电产生的斑图的深入研究具有一定的参考价值,而且有助于理解其他领域的复杂斑图.

关键词：介质阻挡放电斑图 C 对称性时空相关性

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大气压氩气刷形等离子体羽的特性研究

物理学报 2021年第15期70卷 193-200页

作者：杨丽君宋彩虹赵娜周帅武珈存贾鹏英河北大学物理科学与技术学院保定071002

大气压非平衡低温等离子体在生物医学和表面处理等方面具有广泛的应用前景,引起研究者的关注.等离子体射流是产生大气压非平衡等离子体的重要方式,但通常产生的等离子体羽尺度较小.针对于此,本文采用一个具有三电极的介质阻挡放电装置,... 详细信息

大气压非平衡低温等离子体在生物医学和表面处理等方面具有广泛的应用前景,引起研究者的关注.等离子体射流是产生大气压非平衡等离子体的重要方式,但通常产生的等离子体羽尺度较小.针对于此,本文采用一个具有三电极的介质阻挡放电装置,在交流电压与负偏置电压的共同作用下,在流动氩气的下游产生了大尺度刷状等离子体羽(50.0 mm×40.0 mm).结果表明,随着交流电压峰值的增加,等离子体羽的亮度增大.通过快速影像,研究发现视觉均匀的等离子体羽是由分叉流光的时间叠加构成的.电压和发光信号波形表明交流电压的每个周期放电一次,且放电出现于外加电压的正半周期.随着交流电压峰值的增加,分叉流光的分叉数量增多,导致放电脉冲的持续时间增加且脉冲强度增强.利用光谱仪测量了300-850 nm的发射光谱,发现谱线包括308.0 nm处的OH(A2∑_(0)^(+)-X2∏),N2(C^(3)∏u-B^(3)∏g)的第二正带系,Ar I(4p-4s)以及844.6 nm处的O I(3p3 P-3s3S).基于发射光谱,研究了分子振动温度及谱线强度比随实验参数的变化关系.结果表明,电子温度、分子振动温度和电子密度具有相似的变化趋势.利用光化线强度比的方法,研究了等离子体羽中氧原子浓度随实验参数的变化.结果表明氧原子浓度沿气流方向先增加后降低,随工作气体中氧气含量的增加先增加后降低.此外,氧原子浓度随交流电压峰值的增大而增加,并对氧原子浓度的变化进行了定性的解释.

关键词：等离子体射流分叉流光发射光谱光化线强度

ZrScMoVO:Yb/Er的发光实验设计及性能研究

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实验技术与管理 2023年 38-43页

作者：郭东旭蒲璐瑶袁小先王志军李盼来索浩河北大学物理科学与技术学院

基于结构单元共取代的方案，通过Zr4+-V5+离子对部分取代Sc2Mo3O12中的Sc3+-Mo6+单元，采用水热法制备出Yb3+/Er3+掺杂的新型钼酸盐氧化物Zr0.3Sc1.7Mo2.7V0.3O12。通过X射线衍射表征结合精修计算，详细分析了取代前后样品的晶体结构和... 详细信息

基于结构单元共取代的方案，通过Zr4+-V5+离子对部分取代Sc2Mo3O12中的Sc3+-Mo6+单元，采用水热法制备出Yb3+/Er3+掺杂的新型钼酸盐氧化物Zr0.3Sc1.7Mo2.7V0.3O12。通过X射线衍射表征结合精修计算，详细分析了取代前后样品的晶体结构和晶胞参数；在980 nm激光激发下，结构单元共取代后样品发射出强烈的上转换绿光，来源于Er3+离子的~2H11/2→~4I15/2以及~4S3/2→~4I15/2跃迁，其发光强度提高了120倍左右；通过发光强度与能量密度的关系分析了Yb3+-Er3+离子间上转换发光机制和能量传递过程；基于Er3+热耦合能级的荧光强度比技术，发现阳离子取代后样品的测温灵敏度提高了3倍左右，在533 K时获得了高达0.015 25 K–1的最大绝对灵敏度。

关键词：上转换能量传递荧光强度比技术温度传感稀土发光

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针板负直流电晕放电中的脉冲等离子体特性

高电压技术 2018年第3期44卷 870-875页

作者：何寿杰张钊李庆刘志强河北大学物理科学与技术学院

为了提高电晕放电的稳定性,研究了低气压氧气环境中针–板放电结构产生的Trichle脉冲放电特性。测量得到了放电图像和伏安曲线随电流变化的演化特性。结果表明随着电流的增高,放电处于不同的放电模式,分别为汤生放电模式、Trichel脉冲... 详细信息

为了提高电晕放电的稳定性,研究了低气压氧气环境中针–板放电结构产生的Trichle脉冲放电特性。测量得到了放电图像和伏安曲线随电流变化的演化特性。结果表明随着电流的增高,放电处于不同的放电模式,分别为汤生放电模式、Trichel脉冲模式和反常辉光放电模式。在气压为532 Pa时,获得了稳定的电压和电流脉冲波形。一个完成的脉冲包含1个极短的上升沿（几μs）、1个较长的下降沿（几十μs）和1个极长的等待时间（〉100μs）。其中脉冲上升沿时间远大于高气压下脉冲的上升沿时间。脉冲的上升和衰减主要由放电时的临界电场决定,电流脉冲的峰值出现时间超前电压最低值。在Trichel脉冲放电模式下,整个放电回路中的电流并不相等。同时研究了氧气和氮气混合气体环境中的Trichel脉冲放电特性。研究结果表明氧气有利于Trichel脉冲的形成。随着氧气含量的增加,可以在更宽的电流范围内产生Trichel脉冲现象,2个相邻脉冲间的等待时间增长,脉冲频率降低。脉冲频率随平均电流的增加线性增加,随着外部并联电容值的增加而降低。

关键词：电晕放电针–板电极 Trichel脉冲临界电场强度氧气含量

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双层耦合非对称反应扩散系统中的超点阵斑图

物理学报 2020年第2期69卷 262-270页

作者：刘富成刘雅慧周志向郭雪董梦菲河北大学物理科学与技术学院

通过线性耦合Brusselator模型和Lengyel-Epstein模型,数值研究了双层耦合非对称反应扩散系统中图灵模之间的相互作用以及斑图的形成机理.模拟结果表明,合适的波数比以及相同的对称性是两个图灵模之间达到空间共振的必要条件,而耦合强度... 详细信息

通过线性耦合Brusselator模型和Lengyel-Epstein模型,数值研究了双层耦合非对称反应扩散系统中图灵模之间的相互作用以及斑图的形成机理.模拟结果表明,合适的波数比以及相同的对称性是两个图灵模之间达到空间共振的必要条件,而耦合强度则直接影响了图灵斑图的振幅大小.为了保证对称性相同,两个图灵模的本征值高度要位于一定的范围内.只有失稳模为长波模时,才能对另一个图灵模产生调制作用,并形成多尺度时空斑图.随着波数比的增加,短波模子系统依次经历黑眼斑图、白眼斑图以及时序振荡六边形斑图的转变.研究表明失稳图灵模与处于短波不稳定区域的高阶谐波模之间的共振是产生时序振荡六边形的主要原因.

关键词：图灵模非对称反应扩散系统超点阵斑图数值模拟