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W掺杂ZnO透明导电薄膜的理论及实验研究被引量：9: 2012年; 本文从理论与实验两方面入手,对高价态差金属W掺杂ZnO(WZO)薄膜材料的特性进行分析讨论.采用基于密度泛函理论的平面波赝势方法对WZO材料特性进行理论分析,计算结果表明:W以替位形式掺入ZnO六角纤锌矿晶格结构中,由于W—O键的键长较长引起晶格常数增加,产生晶格畸变;掺杂后费米能级进入导带,其附近的导电电子主要由W 5d,O 2p及Zn 3d电子轨道提供,材料表现出n型半导体的特性;同时能带简并效应使其光学带隙展宽.为进一步验证该理论分析结果的适用性,本文采用脉冲直流磁控溅射技术进行了本征ZnO及WZO薄膜的实验研究,结果表明:W掺入未改变ZnO的生长方式,但引起薄膜的晶格常数增加,电阻率由本征ZnO的1.35×10^(-2)Ω·cm减小到1.55×10^(-3)Ω·cm,光学带隙由3.27 eV展宽到3.48 eV.制备的WZO薄膜在400-1100 nm的平均透过率大于83%.实验结果对理论计算结果进行了验证,表明WZO薄膜作为透明导电薄膜的应用潜力.; 王延峰黄茜宋庆功刘阳魏长春赵颖张晓丹; 关键词：第一性原理磁控溅射太阳电池

降低表面等离子激元寄生吸收损失的途径研究: 2012年; 从纳米Ag颗粒表面等离子激元光学及表面高能电场特性两方面入手,较为系统地研究了周围介质的导电特性对表面等离子激元的影响.通过对复合薄膜紫外-可见-近红外光谱及表面增强拉曼散射光谱的分析,指出绝缘性的Al_2O_3介质薄膜能够起到良好的表面电场定域效果,且不会引入附加的光吸收损失;而导电性的ITO薄膜则会引入表面价电子的溢出损失,加速了表面电场的衰逝,同时引起长波方向上显著的光吸收损失.研究还表明致密的Al_2O_3介质薄膜能够起到良好的屏蔽作用,且纳米Ag颗粒表面等离子激元特性仅受最近邻材料特性的影响.研究结果为在硅基薄膜太阳电池中实现对纳米Ag颗粒的阻挡、寄生光吸收损失的降低以及表面高能电场的利用,提供了一条有效的解决途径.; 黄茜张德坤熊绍珍赵颖张晓丹; 关键词：表面等离子激元介质薄膜光学特性表面电场

ZnO多晶薄膜绒面结构及陷光特性分析被引量：1: 2013年; 针对当前薄膜太阳电池对光管理的迫切需求,采用磁控溅射及后腐蚀技术制备获得了高性能绒面铝掺杂氧化锌(AZO,ZnO:Al)前电极。深入分析了ZnO多晶薄膜厚度及腐蚀时间对绒面结构及陷光特性的影响。研究结果表明,随多晶薄膜厚度的增加,晶粒尺寸增大,腐蚀后获得的弹坑状表面结构的粒径亦随之增大,绒度增大;随后腐蚀时间的增加,弹坑状粒径及绒度均具有先增大而后趋于饱和的趋势。当沉积ZnO多晶薄膜初始厚达2μm时,获得的薄膜电阻率小于3×10-4Ω·cm,经180s稀HCl(0.5%)腐蚀后,绒面ZnO的均方根粗糙度(RMS)达143nm,400～1 100nm平均透过率达81.4%,在500nm处绒度为84.3%,750nm处绒度可达73.8%,方块电阻小于5Ω/□,满足了硅基薄膜叠层电池对前电极的光电性能需求。; 林小园黄茜张德坤牟村赵颖张存善张晓丹; 关键词：散射特性薄膜厚度湿法刻蚀

纳米Ag颗粒表面等离子激元对上转换材料光致发光性能影响的研究被引量：4: 2012年; 本文采用共烧结工艺将纳米Ag颗粒引入Yb^(3+),Er^(3+)共掺的NaYF_4上转换材料中,利用X射线衍射及扫描电子显微镜技术对制备的NaYF_4材料进行结构特性和表面形貌的表征,通过吸收谱及荧光光谱测试技术对NaYF_4材料光吸收及光发射特性进行表征.通过对纳米Ag颗粒引入量的优化,获得了Yb^(3+),Er^(3+)共掺的NaYF_4上转换材料荧光发射峰的增强,300—800 nm全光谱范围内增益达28%,在544 nm处获得最大增益55%,具有显著的荧光增强效果.同时分析了不同数量纳米Ag颗粒的引入对NaYF_4材料吸收谱及光致发光特性影响,指出了表面等离子激元的光猝灭及共振吸收增强作用机理.; 佟建波黄茜张晓丹张存善赵颖; 关键词：表面等离子激元

表面等离子激元非线性表面增强拉曼散射效应被引量：6: 2012年; 本文采用热蒸发法制备得到纳米Ag颗粒作为增强拉曼衬底,利用入射光子与纳米颗粒表面价电子的相互作用机理,激发出高能表面等离子激元,其表面等离子形成的高能"热点"起到表面增强拉曼散射效果.通过比较不同入射光强下的拉曼峰强,指出纳米Ag颗粒的增强拉曼散射效果可以实现低探测光强下的高散射强度,即纳米Ag颗粒的表面等离子激元具有非线性的表面增强拉曼散射效果,可降低对样品的光、热损伤,以利于拓展拉曼散射光谱的应用范围.同时比较不同纳米Ag颗粒衬底的表面增强拉曼散射效果表明,采用的热蒸发工艺具有较大的工艺域度,具有较强的工艺兼容性.; 黄茜熊绍珍赵颖张晓丹; 关键词：表面等离子激元表面增强拉曼散射

室温制备低电阻率高透过率H,W共掺杂ZnO薄膜被引量：1: 2013年; 采用脉冲直流磁控溅射法,以WO3:ZnO陶瓷靶为溅射靶材,通过在溅射气氛中引入H2的方式,在室温条件下制备了低电阻率、高可见和近红外光区透过率的H,W共掺杂ZnO(HWZO)薄膜.系统地研究了H2流量对所制备的HWZO薄膜的结构、组分、元素价态、光电特性的影响.结果表明:掺入的H可促进Zn的氧化,改善薄膜的结晶质量,提高薄膜透过率.H引入之后薄膜的载流子浓度增加,电阻率降低.在H2流量为6mL/min时制备的HWZO薄膜性能最优,电阻率为7.71×10-4 Ω·m,光学带隙为3.58eV,400—1100nm的平均透过率为82.4%.; 王延峰张晓丹黄茜刘阳魏长春赵颖; 关键词：太阳电池

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