刊 名:
电子元件与材料
ELECTRONIC COMPONENTS AND MATERIALS
主 办
国营第715厂
中国电子学会
中国电子元件行业协会
刊 期:月刊
出版地:成都市
语 种:中文
开 本:大16开
刊 号:

ISSN 1001-2028
CN 51-1241/TN
邮发代号:62—36
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新能源材料与器件专题

  • 热电材料与器件在太阳能利用领域的应用研究现状

    刘哲廷;赵强;刘涛;何泓材;

    太阳光伏发电与热发电是近年来两种新兴的能源利用方式,两者均因具有清洁、安全、能量来源广泛等优异特性而受到越来越多的关注。在传统的太阳能利用过程中,光伏电池表面会积累很多由太阳辐射产生的热量。为了更好的利用这一部分的能量,研究人员将以上两种能源利用形式进行了结合。本文综述了热电材料和热电器件在太阳能利用领域的相关应用,包括光电-热电集成器件的开发、光电-热电复合材料的制备与应用等,并在此基础上对其未来发展进行了展望。

    2018年05期 v.37;No.315 1-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 734K]
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  • TiO_2/Al_2O_3核壳纳米阵列光阳极对染料敏化太阳能电池光电性能的改善

    余蕾;谭毅;桃李;张军;沈谅平;

    以异丙醇铝为前驱物水解制备了氧化铝溶胶,通过溶胶浸泡Ti O_2纳米管阵列并采用退火处理在纳米管表面引入了具有高介电常数、宽带隙的薄Al_2O_3钝化层,构建了TiO_2/Al_2O_3核壳纳米阵列光阳极并应用于染料敏化太阳能电池(DSSC)。详细研究了不同溶胶浸泡时间和溶胶浓度对阵列光阳极微结构和组装器件光电性能的影响。发现在0.02 mol/L的溶胶中浸泡处理15 min的Ti O_2纳米阵列光阳极组装的电池具有最佳的能量转换效率(η=7.85%),与未经钝化层处理的器件相比电池效率提升了59%。研究表明,纳米阵列光阳极中引入Al_2O_3薄钝化层不仅能提高器件的开路电压,而且有效抑制了载流子与电解液中的I3–离子和染料受主态的复合;适当厚度的Al_2O_3钝化层能让光生载流子有效隧穿到Ti O_2纳米阵列光阳极,因而基于Ti O_2/Al_2O_3核壳纳米阵列光阳极的电池光电性能得到了显著提升。

    2018年05期 v.37;No.315 9-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 421K]
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  • 花状CoS的原位制备及其染料敏化电池对电极性能研究

    汪佳丽;雷胜军;赵亚强;黄祥平;孙小华;

    寻找无铂、无FTO、导电性好且电催化性能优异的对电极对染料敏化电池的研究具有重大意义。本文通过一步水热法成功地在石墨纸基材上原位制备花状的Co S,并用作于染料敏化太阳能电池对电极。通过扫描电子显微镜、X射线衍射、X射线光电子能谱、循环伏安曲线、电化学阻抗谱分析、Tafel极化曲线以及光伏特性曲线分别对其形貌、物相及其化学状态、电化学性能进行研究。测试结果表明加入CTAB后,花状的硫化钴直径变小,且均匀密集地分布在石墨纸基底上,具有较高的电催化活性。和Pt电极相比(6.73%),其光电转化效率达到7.57%。

    2018年05期 v.37;No.315 16-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 1733K]
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  • CoSe_2纳米材料在染料敏化太阳能电池中应用研究

    蒋青松;李文波;程文杰;黄业晓;杨潇;

    为了进一步探索硒化钴对电极的电催化性能,拟以硒氢化钠为硒源、六水合氯化钴为钴源设计构建二硒化钴(Co Se_2)对电极。实验上,先采用水热法合成Co Se_2纳米材料,其次利用喷涂法制备Co Se_2对电极,并探究其电催化性能及对染料敏化太阳能电池光电性能的影响。结构形貌测试结果表明纯相的Co Se_2纳米材料是由纳米颗粒构成的一种无定型结构。电化学性能研究结果表明,Co Se_2对电极展现出了较强的电催化活性。同时,由Co Se_2对电极组装的染料敏化太阳能电池的能量转换效率达到5.77%(短路电流密度为13.88×10~(–3) A·cm~(–2),开路电压为0.65 V,填充因子为0.64),与铂电极组装的电池器件效率(5.99%,其中短路电流密度为14.62×10~(–3 )A/cm~2、开路电压为0.64 V、填充因子为0.64)相当。

    2018年05期 v.37;No.315 23-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 995K]
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  • 氯化钠吸热条件下的纳米硅制备及其电化学性能

    杜建龙;梁逵;廖星;阳海林;

    硅因其理论容量高、资源丰富以及对环境友好等优点,成为最有应用前景的下一代锂离子电池负极材料之一。然而,由于生产工艺复杂、成本高昂,使得纳米级硅材料的制备受到限制。采用镁粉和气相二氧化硅作为还原剂和硅源,并在制备过程中巧妙地引入氯化钠作为吸热剂用以吸收镁热还原过程放出的热量,成功制备出平均粒径约25 nm的纳米硅,纳米硅的收率达82%。所制备的纳米硅晶粒细小,有优良的电化学性能,首次脱锂比容量超过1875 m Ah·g~(–1),首次库伦效率高达85%。以0.6 A·g~(–1)电流密度循环50次后,脱锂比容量仍可保持1007 m Ah·g~(–1)。

    2018年05期 v.37;No.315 29-34页 [查看摘要][在线阅读][下载 388K]
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  • 气纺丝制备氧化物复合碳纤维锂电池负极材料

    杜玮;赵强;刘涛;何泓材;

    用气纺丝法制备了氧化物复合碳纤维材料的前驱体,并通过惰性气氛800℃高温处理得到氧化物复合碳纤维纳米线。通过扫描电镜对所制得的纳米碳纤维进行显微结构分析,重点考察其作为锂离子电池负极材料的电化学性能。结果表明:CF-Sn O_2-Co_3O_4碳纤维作为负极主材组装的电池具有最佳的充放电性能,初次放电容量可达到1490 m Ah/g,50次循环后比容量保持在599 m Ah/g,电化学阻抗最小,倍率性能最好。因此,CF-Sn O_2-Co_3O_4碳纤维有希望成为一种性能优良的锂电池负极新材料。

    2018年05期 v.37;No.315 35-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 1123K]
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  • 单晶黑硅结构的制备及其陷光性能

    任格格;丁红旗;

    黑硅结构具有优异的陷光性能,能够有效减少太阳能电池片表面的光学损耗,是目前光伏产业的重点研究项目。本文采用Ag/Cu双原子两步金属辅助化学刻蚀(MACE)工艺,通过调节Ag/Cu摩尔比、刻蚀温度、刻蚀时间以及H_2O_2的浓度制备出了高效的单晶黑硅陷光结构,并系统研究了黑硅结构的形成机理及其对硅片表面反射率的影响规律。利用场发射扫描电镜观察了样品的表面形貌,利用分光光度计测试了样品表面的漫反射光谱。结果表明,当Ag/Cu摩尔比为1/10,刻蚀温度为60℃,刻蚀时间为30 s,H_2O_2的浓度为0.6 mol/L时,制备得到了均匀分布、密集排列的纳米柱结构,刻蚀深度约为2.09μm,刻蚀孔径为55~80 nm,表面的平均反射率仅为1.45%(200~1100 nm)。降低了Ag NO_3的用量,节约了生成成本,又获得了陷光性能优异的黑硅结构。

    2018年05期 v.37;No.315 40-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 2116K]
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  • 晶体硅太阳能电池无网结网版用正银浆料研究

    刘晓巍;陈栋;付明;范琳;

    采用水浴加热法制备有机载体,利用该载体制备硅太阳能电池正面银浆。研究了浆料的有机载体对电池片正面细栅线高宽比的影响,以及最终对电池片转换效率的影响;同时也探讨了不同玻璃体系在不同方阻的电池片上的差异性。通过SEM和TGA/DSC分析手段,分析栅线表面形貌、正银浆料无机体系以及硅片方阻等对电池片效率产生影响的机理。结果表明栅线表面平整且宽度小的电池片效率最高;含铅玻璃体系适应高中低方阻的电池片,而无铅玻璃体系只适应中低方阻的电池片。最终设计出适合无网结网版印刷特性的正银浆料,同时匹配相应方阻,提高了电池片效率。

    2018年05期 v.37;No.315 47-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 1364K]
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  • 球形活性炭电极材料的制备及其在超级电容器中的应用

    刘学;刘昉;

    以葡萄糖为原料,KOH为活化剂,经水热反应、炭化活化过程制得非均匀球形活性炭,用作超级电容器电极材料。利用SEM和BET对材料形貌结构及比表面积进行表征。在三电极体系下,通过循环伏安、计时电位、交流阻抗等方法对材料电化学性能进行测试。同时,模拟组装了固态对称超级电容器,并用循环伏安、计时电位、交流阻抗对组装的超级电容器进行性能测试及应用实验。结果表明:活性炭球比表面积达到2436 m~2/g,最可几孔径为1.23 nm,平均孔径为2.15 nm。材料电化学容量在0.5 A/g电流密度下达到93.6 F/g,在1000次充放电后容量保持率为98%。组装的超级电容器能量密度达到6.87 Wh/kg,功率密度可达2.6×103 W/kg。将两个组装的固态对称超级电容器串联,经短时间充电后可以点亮LED灯。

    2018年05期 v.37;No.315 52-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 744K]
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  • 硫掺杂三维石墨烯的制备及其电化学特性研究

    李鑫;张海洋;朱如志;杨文耀;杨亚杰;

    以Hummer法制备的氧化石墨烯为前驱体,选用硫为掺杂元素,采用水热法制备了硫掺杂三维石墨烯电极材料(CS材料)。通过SEM、BET等表征方法分析了该材料的微观形貌及孔径分布;并重点研究了在不同掺杂剂比例下制备的CS材料的电化学性能。结果表明CS材料的比表面积为378.45 m~2/g,其孔径主要分布在2~5 nm之间;当硫碳质量比为0.25:1时,CS材料的电化学性能最佳,其等效串联电阻仅为2.54Ω,比容量高达134.7 F/g(0.1 A/g),即使电流密度倍增10倍(1 A/g),其比容量仍可达到89 F/g。该方法具有成本低、安全等优点,所制备的硫掺杂三维石墨烯在超级电容器中具有良好的应用前景。

    2018年05期 v.37;No.315 57-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 1048K]
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综述

  • 电子导电胶的最新研究进展

    尚承伟;

    阐述了导电胶的组成,介绍了渗流理论、隧道导电理论以及场致发射理论等电子导电胶导电原理,并根据导电方向的差异性,将导电胶划分为各向同性导电胶和各向异性导电胶两大类。对导电胶中填料形状与尺寸、复合型导电填料以及助剂等因素对导电胶导电性能影响的国内外研究进展进行了系统的介绍,并指出了电子导电胶的发展方向。

    2018年05期 v.37;No.315 62-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 272K]
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研究与试制

  • 基于交叉耦合结构的可调谐带通滤波器

    张帆;熊阳;张伟;庞豆豆;张旭;

    设计了一种紧凑4阶双零点可调谐带通滤波器,实现了滤波器的小型化和具有交叉耦合结构滤波器的可调谐。通过替换加载于折叠L型?/2谐振器上的贴片电容,该滤波器可以实现中心频率调谐的同时保持绝对带宽恒定。基于交叉耦合,一对传输零点出现在通带两侧来提高滤波器的通带选择性。折叠的L型谐振器设计,符合滤波器小型化的趋势。最后,基于仿真做出了该滤波器的实物,在不加载电容时,滤波器中心频率2 GHz,带宽100 MHz,插入损耗–4.5 d B。随着加载的贴片电容值从0~4 p F变化,滤波器的中心频率从2.05 GHz减小至1.27GHz。保持带宽恒定的情况下,通带内的插入损耗从4.5 d B升至6.4 d B。

    2018年05期 v.37;No.315 67-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 438K]
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  • 基于SIR的准椭圆函数微带带通滤波器设计

    刘凯正;刘仕琴;向天宇;郑晓缘;雷涛;

    首次提出一种基于SIR(Stepped Impendence Resonator)的准椭圆函数微带带通滤波器。两阶SIR与I/O馈线之间采用边缘耦合的方式,在上下阻带各产生一个传输零点,在几乎不增加滤波器尺寸的情况下,有效提高了滤波器的带外抑制度与选择性,并且有效抑制了阻带的一次杂散。滤波器的有效尺寸为16 mm×3.32 mm,等于0.45λ_g×0.093λ_g(λ_g为通带中心频率的波导波长),中心频率位于4.95 GHz,带内最小插损为1.6 d B,两个传输零点分别位于2.34 GHz,6.3 GHz,下阻带边缘抑制度大于40 d B,上阻带边缘抑制度大于35 d B,阻带一阶杂散抑制度大于25 d B,大于20 d B上阻带宽度为9 GHz。

    2018年05期 v.37;No.315 73-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 302K]
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  • 新型超级电容组能量管理系统

    弓天奇;叶星柯;朱宇灿;万中全;贾春阳;

    针对超级电容在串联使用时,电压不均衡会减少电容使用寿命并影响输出功率的问题,研究了一种新型串联超级电容组电压均衡方法——开关网络均衡法。该方法在均衡过程中能量不需要经过中间暂存器件,而是通过开关网络的导通与关断直接从电压最高的超级电容单体转移到电压最低的超级电容单体来达到均衡目的。此外,本文还分析了均衡电路的原理和均衡过程,同时基于PSIM仿真软件和FPGA对三个串联超级电容进行了仿真和实际验证。实验结果表明提出的均衡方法具有良好的均衡效果。

    2018年05期 v.37;No.315 77-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 267K]
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  • 适用于FDD-LTE/WCDMA的宽频微带贴片天线设计

    邹德友;唐晋生;阚国锦;郑浩天;林文斌;

    设计了一种同轴馈电的倒T型槽缝结构的宽带微带贴片天线,该天线采用加载缝隙的方法改变矩形贴片表面电流路径来引入附加谐振,从而增大带宽,同时引入新型馈电结构,采用垂直馈电板形成线性馈电,改善天线的阻抗匹配特性。利用HFSS软件对天线进行仿真,通过分析缝隙形状和尺寸对天线辐射特性的影响,得到天线的结构参数。结果表明,天线的S_(11)≤–10 d B相对带宽为30%,覆盖1.7~2.3 GHz频段,天线的整体辐射特性良好,1×2天线阵列最大增益达到12.6 d Bi,可应用于FDD-LTE和WCDMA工作频段的移动通信基站。

    2018年05期 v.37;No.315 82-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 661K]
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  • 随机编码超表面的RCS缩减特性研究

    杨家稷;程用志;龚荣洲;

    基于漫反射和随机编码理论提出一种应用于雷达散射截面积(RCS)缩减的超表面,并通过仿真和实验进行验证。首先,简要阐述了漫反射和随机编码理论,并设计一种基于金属分割线结构的线极化转换超单元。该结构基于"0"、"1"两种基本单元进行编码,在宽频段范围内实现180°反射相位差。仿真结果表明,超表面在6~14GHz频段内,线极化转换率高达90%,RCS缩减大于10 d B的带宽达到6 GHz。然后,设计三种随机编码超表面,进行制备和实验测试。实验结果表明:在5.5~13 GHz频带范围内,三种随机超表面在垂直入射时的反射率小于–10d B,存在6 GHz带宽RCS缩减大于10 d B,与仿真结果基本一致。另外,斜入射情况下,同样能得到有效的RCS缩减,随机编码超表面具备宽角度入射RCS缩减特性。该设计为雷达隐身技术提供了一种新的途径。

    2018年05期 v.37;No.315 88-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 588K]
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  • 新型碱性清洗液对CMP后残留SiO_2颗粒的去除

    杨柳;刘玉岭;檀柏梅;高宝红;刘宜霖;

    随着集成电路的集成度不断提高,化学机械平坦化(CMP)后清洗在半导体工艺中显得尤为重要。本文介绍了一种自主研发的新型碱性清洗液,其主要成分为FA/OII型螯合剂和O-20非离子表面活性剂。FA/OII型螯合剂是一种有机胺碱,不仅能调节p H值,还能在CMP条件下与表面生成的Cu O和Cu(OH)_x发生反应生成稳定可溶的络合物,同时使化学吸附在表面的Si O_2随着氧化物或氢氧化物的脱落而脱离表面;O-20活性剂的表面张力较低,容易在晶圆表面铺展,将物理吸附在表面的颗粒托起,被清洗液带走。通过一系列对比试验得出,当清洗液中FA/OII型螯合剂的体积分数为0.015%,表面活性剂的体积分数为0.25%时,晶圆表面的颗粒数由抛光后的3200降到611,而且表面粗糙度较低,为1.06 nm,没有腐蚀现象。

    2018年05期 v.37;No.315 95-99+105页 [查看摘要][在线阅读][下载 685K]
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  • 压力参数对喷雾冷却换热特性影响的研究

    刘妮;占太杰;洪春芳;

    以蒸馏水为冷却循环工质设计了一套封闭式喷雾冷却换热实验测试装置,探究了进口压力和系统压力对光滑表面进行喷雾冷却换热特性的影响。结果表明:当喷嘴进口压力增大时,液滴的出口速度和液滴数密度增大,喷雾冷却换热能力增强,表面平均温度也同时降低;此外,与常压喷雾冷却系统相比,保持热源功率不变,降低系统压力时,系统的热流密度和换热系数都有较大幅度提升,而表面平均温度则大幅下降,且表面温度不均匀性得到明显改善,系统压力从101 k Pa下降为10 k Pa时,表面最大温差从12.8℃降低到5.7℃。

    2018年05期 v.37;No.315 100-105页 [查看摘要][在线阅读][下载 354K]
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  • 低温固相法制备亚微米级钛酸钡粉体的研究

    丁厚远;商少明;赵贝贝;秦高敏;刘浩;

    钛酸钡因其优良的电学性能被广泛应用于多层陶瓷电容器(MLCC)等电子元器件。而关于粉体的制备过程能耗高和废液等问题,传统的制备工艺无法有效地解决。以钡源八水合氢氧化钡(Ba(OH)_2·8H_2O)和高活性钛源偏钛酸(H_2Ti O_3)为原料,采用低温固相法制备出形貌均匀的亚微米级钛酸钡粉体(Ba Ti O_3,BT)。在此基础上研究了球磨工艺(转速、时间)以及合成工艺(反应温度、保温时间)对BT性能的影响,并结合XRD和SEM等手段对产物的晶相组成以及微观形貌和粒径进行表征。结果表明:原料经过700 r/min罐磨5 h后,接着在100℃低温下保温3 h即可制得结晶度较高和粒径分布均匀的立方晶相球形BT。

    2018年05期 v.37;No.315 106-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 509K]
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