Si线阵列的能量转换.ppt

查找文献：江庆军 陈凯 官钰洁 金惠 甘霖慧,快讯一：可重配置的胶体,快讯二：碳纳米管薄膜,1,摘自Nature,摘录论文,胶体在特定方向上相互粘合，通过自组装使各种有用材料 得以实现。Sacanna和他的团队发现了一种称为The keyand the lock形式的结合。,图a：lock 胶体上有圆形凹槽能接受大小尺寸相当的key胶体粒子,1,摘自Nature,在胶体溶液 中加入纳米大小的聚合物或是depletants颗粒，胶体不断的随机运动，当两个相匹配的胶体接近时depletants被排斥在外，内外depletants密度差引起内外的渗透压，从而使keylock胶体结合得很紧密(如图b),2,摘自Nature,3,利用The keyand the lock的结合方法可以从混合物中分离出特定的粒子，而让人感兴趣的是利用这种方法可以将有不同成分和化学表面的颗粒进行结合，从而产生具有各向异性的颗粒。,摘自Nature,摘自Science,4,摘录论文,碳纳米管薄膜特点：由许多根直径为11nm的碳纳米管定向拉制成带状，且相邻的带会相互缠绕。其具有接近于空气的超低密度材料，呈透明状，易弯曲，可以导电。在它拉伸方向上的比强度和刚度，其强度是垂直于拉伸方向上强度的一百万倍。,摘自Science,4,特性：,摘自Science,在拉伸方向上具有类似于金刚石一样的性质，而在其他方向上具有类似于橡胶的性质，表现出良好的柔韧性。,碳纳米管由于具有高热能而不易弯曲，但是碳纳米管组成的束状物相互缠绕,这种小而强度高的线状能够像弹簧一样在发生畸变时储存能量，使其在宽度和厚度方向上表现出向橡胶一样的弹性，而轴向却具有像金刚石一样的高强度。,特性机理：,特性机理：,摘自Science,当加上电压时，碳纳米管薄膜一般会在几毫秒内发生膨胀。在其宽度和厚度两个方向上可快速可逆的增加到原来的约三倍，在长度方向上将发生很小的收缩。,碳纳米管薄膜主要应用：,摘自Science,航空航天领域：与一般的复合材料、金属材料等传统材料相比，它可以减少 10%的质量。此外，当外加电压时，这种结构材料带与带之间会在很短的时间内发生膨胀，内在联系变得疏松，可以克服纳米驱动器应变小的难点。用这种材料制成的人工肌肉今后在医疗、机器人等方面的应用可实现。,8,摘自Science,9,摘录论文,摘自Science,9,高 纯度的硅片晶体是高效利用太阳能光电板的基础，而且非常有望成为利用水和太阳光来制造氢气的光电极材料。,基于Si半导体线阵列具有高效吸收光能和短的光电子传输距离，并且能够在载流子复合前将他们很好地收集起来的特点，使得该类材料得到了广泛的关注。,事实上，利用该材料作为电极的模拟装置预测了一个结论：这种利用少数载流子的扩散长度小于10um的硅线阵列结构能将能量转换提高到15%以上,摘自Science,14,研究Si线阵列的原因是：Si线阵列作为电极材料所产生的开路电压不受杂质和电极化的影响，相比之下，用Si片作为电极材料，尽管其光电转换效率得到了大幅度提高，但是却易受这些因素的影响,10,P-Si（111）基 体,VLS机制生长Si的线阵列,Cu熔点：1000 C左右Si熔点：1400 C以上,摘自Science,摘自Science,Cu作为液体触媒催化剂：价格是一方面的因素，更重要的是铜的浓度小于1018cm-3时对硅太阳能电池的影响很小，可忽略不计。但是当温度降低的时候，铜会自动与线阵列的表面分开，有利于在化学蚀刻时去掉铜,11,H2+SiCl4Si+HCl,FeCl3+Cu FeCl2+CuCl2,摘自Science,12,摘自Science,光电转换装置图,13,氧化还原体系在电解质溶液中产生了一个高的能量势垒，用来直接检测硅片样品和P型硅线阵列电极,摘自Science,光电转换装置图,13,808nm的单色光是用来降低甲基紫精电耦对光的吸收，从而影响实验结果。另外该波长对硅有相当长的光穿透透深度（11um），有利于增强收集Si产生的光生载流子的能力,Si片和Si线阵列的对比图,摘自Science,14,J-E关系（J表示电流密度，E表示产生的电压）,Si片和Si线阵列的对比图,摘自Science,14,修正的原因：溶液中存在超电势及电阻,J-E关系（J表示电流密度，E表示产生的电压）,能量转换过程中的一些参数,摘自Science,15,谢谢观赏！,欢迎提问,