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硅基薄膜太阳能电池制备技术
本项目采用隧道结技术实现叠层太阳能电池的制备，扩展电池的光谱收集范围，提高电池的转换效率。
一、项目分类
关键核心技术突破
二、成果简介
太阳能是大自然赐予人类最清洁，最丰富的能源资源，目前商用的太阳能电池以晶体硅电池为主，由于晶体硅消耗硅料较多，近年来人们一直致力于开发硅薄膜电池。非晶硅薄膜电池已经实现了商业化生产并有了一定的市场份额，但它仍存在不足之处，包括光致衰减效应和转换效率不高(约6％)等。本项目在国家863计划课题(2006AA03Z219)支持下，开展了以多晶硅薄膜、微晶硅薄膜和纳米晶薄膜的制备和相关材料的单结与叠层硅基太阳能电池关键技术研究，已经申请发明专利5项，发表科研论文20余篇。
三、创新点以及主要技术指标
1.利用LPCVD方法和自扩散技术生长多晶硅p-n结，结合层转移技术制备多晶硅薄膜太阳能电池；
2．采用金属诱导晶化和快速热处理技术实现优质多晶硅薄膜的制备并在低温下制备太阳能电池；
3.在PECVD和HWCVD生长硅薄膜时，通过生长温度，气体流量，氢气稀释比，腔室气压等参数实现微晶硅或者纳米晶薄膜的生长；
4.采用双层膜技术减小表面处入射光的反射并实现表面钝化，提高入射光的收集率和少数载流子寿命；
5.采用高低结结构增加光生载流子的收集效率；
6.采用隧道结技术实现叠层太阳能电池的制备，扩展电池的光谱收集范围，提高电池的转换效率。
四、知识产权及获奖
国家863项目(2006AA03Z219)
南京航空航天大学
2022-08-12
高性能低膨胀铝基复合材料及构件
卫星在轨运行和返回过程中需经历极端高低温环境，构件尺寸的稳定是保证卫星在轨高精度、返回高安全、任务高可靠的关键。针对卫星搭载的某宽带微波载荷与卫星本体材料之间热膨胀系数不匹配极易导致的载荷在轨及返回过程中载荷接收精度不稳定、信息传输不连续等问题。我校陈骏教授团队以原创的负热膨胀技术研发了具有轻质、热膨胀系数低、力学性能优异、尺寸稳定性好的高性能低膨胀铝基复合材料，并研制了系列关键连接内置件、环件等高性能低膨胀构件，首次将负热膨胀技术应用到我国的卫星上，填补了高性能低膨胀金属构件在工程应用领域的空白。该技术使得某宽带微波载荷与卫星本体之间热膨胀匹配性增强、界面应力大幅度减小，保证了卫星在轨与返回过程中信号高精度传输与接收，助力卫星成功返回。
图1 实践十九号卫星成功返回（图片来源国家航天局）
图2 高性能低膨胀铝基复合材料及构件应用于全球首颗可重复使用返回式技术试验卫星（图片来源央视新闻频道）
北京科技大学
2025-05-21
宽波段硅基探测器产业化开发
图像传感器，是一种常用的光电探测器件，它能将光子信号转换成电子信号，被广泛地应用在高性能光谱仪、数码相机以及其他的电子光学设备中。普通的CCD、CMOS硅基探测器能获得高量子效率的光谱响应范围在400~900nm波段，在紫外波段，由于多晶硅栅的吸收系数很大，这就意味着紫外光子在极端浅（小于2nm）的表层被吸收，导致其在波长小于400nm的紫外波段量子效率（QE）极低。紫外量子效率低的缺陷限制了前照式硅基探测器在航空业、工业以及制造业等领域中的应用。因此，研制宽波段硅基探测器件使其响应范围延伸到紫外和深紫外波段是国内外紫外探测领域的迫切需要。
上海理工大学
2021-04-13
一种基于硅基液晶的波长分辨监测方法
本发明公开了一种基于硅基液晶的波长分辨监测方法。基于硅 基液晶在同样的偏置电压下，对不同波长入射光有不同的相位调制的 特性，对在硅基液晶波长工作范围内的光信号实现分析与监测，并能 在入射光波长未知的条件下，对该波长进行测量，并能随着相位调制 精度的提高，提高波长的分辨精度。本发明元件少，系统结构简单紧 凑，对光路的准直要求不高，无需苛刻光路的耦合与复杂操作就能进 行波长的分辨，并且有着与入射光偏振态无关的特性，在分辨出波长 的同时，还能对入射光束的偏振态进行测量，适用范围更广。
华中科技大学
2021-04-14
硅基上III-V的直接外延及器件集成
采用光互连技术可以有效的解决集成电路进一步发展的尺寸限制同时可以极大的提高芯片间信息传输的速度和频率。Si基光子集成是实现集成电路光互联的核心技术和重要研究方向。然而，Si因为其间接带系的特性很难作为发光材料使得Si基光源的缺失成为制约Si基光子芯片的瓶颈，而传统Ⅲ-Ⅴ族材料如GaAs，InP等由于优良的光电转换效率已经在光电子器件领域得到广泛的应用。因此，Si基与Ⅲ-Ⅴ的集成是实现Si基光子芯片的一种理想途径。
南京大学
2021-04-14
一种基于硅基液晶的波长分辨监测方法
本发明公开了一种基于硅基液晶的波长分辨监测方法。基于硅 基液晶在同样的偏置电压下，对不同波长入射光有不同的相位调制的 特性，对在硅基液晶波长工作范围内的光信号实现分析与监测，并能 在入射光波长未知的条件下，对该波长进行测量，并能随着相位调制 精度的提高，提高波长的分辨精度。本发明元件少，系统结构简单紧 凑，对光路的准直要求不高，无需苛刻光路的耦合与复杂操作就能进 行波长的分辨，并且有着与入射光偏振态无关的特性，在分辨
华中科技大学
2021-04-14
一种基于硅基液晶的波长选择开关
一种基于硅基液晶的波长选择开关，属于光交换器件，解决现 有基于硅基液晶的波长选择开关输出端口数量受到限制的问题。本发 明由设置在光路上的输入单模光纤、偏振转换组件、反射镜、傅里叶 透镜、衍射光栅、硅基液晶相位空间光调制器、自聚焦准直透镜阵列 和输出二维单模光纤阵列构成。本发明对需要交换的光束利用硅基液 晶相位空间光调制器实现二维偏转，使波长选择开关输出光纤阵列的 光束由一维向二维转化，能够大幅度增加波长选择开关输出端
华中科技大学
2021-04-14
一种基于硅基液晶的波长选择开关
一种基于硅基液晶的波长选择开关，属于光交换器件，解决现 有基于硅基液晶的波长选择开关输出端口数量受到限制的问题。本发 明由设置在光路上的输入单模光纤、偏振转换组件、反射镜、傅里叶 透镜、衍射光栅、硅基液晶相位空间光调制器、自聚焦准直透镜阵列 和输出二维单模光纤阵列构成。本发明对需要交换的光束利用硅基液 晶相位空间光调制器实现二维偏转，使波长选择开关输出光纤阵列的 光束由一维向二维转化，能够大幅度增加波长选择开关输出端
华中科技大学
2021-04-14
超大功率硅基射频LDMOS晶体管设计技术
大功率射频LDMOS器件以其线性度好、增益高、输出功率大、热稳定性好、效率高、宽带匹配性能好、价格低廉等方面的优势已经成为基站、广播电视发射机、航空电子、雷达等领域等应用最广泛的射频功率器件。 本团队利用优化的法拉第屏蔽罩结构和版图布局技术，基于国内8英吋工艺技术平台，研制出大功率L 和S 波段RF LDMOS 器件（图1），能够提供完整的RF LDMOS器件的设计与研制方案。目前已制作出频率0.5GHz，输出功率>500W，功率增益>18dB、漏极效率>50%的单芯片RF LDMOS 器件；频率1.2GHz，输出功率>600W，功率增益>20dB、漏极效率>40%的L波段RF LDMOS 器件；频率3.1GHz，输出功率>80W，功率增益>10dB、漏极效率>35%的单芯片S波段RF LDMOS 器件（图2）。 (a) (b) 图1 RF LDMOS器件：(a)晶圆显微照片 (b)封装器件 a b c 图2 RF LDMOS器件功率测试曲线：(a)P波段 (b) L波段 (c) S波段
电子科技大学
2021-04-10
超大功率硅基射频LDMOS晶体管设计技术
本团队利用优化的法拉第屏蔽罩结构和版图布局技术，基于国内8英吋工艺技术平台，研制出大功率L 和S 波段RF LDMOS 器件，能够提供完整的RF LDMOS器件的设计与研制方案。
电子科技大学
2021-04-10