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

  • 温度条件下光催化甲醇燃料电池的光电化学性质

    卜德刚;张宇;洪梅;王宝鑫;宋溪明;

    采用双室带有质子交换膜和石英窗的H型电池,以甲醇为燃料,构建了ZnO、BiVO_4、TiO_2和TiO_2/SrTiO_3四种光阳极材料的光催化甲醇燃料电池。通过体系在不同温度下的间歇运行,应用线性扫描伏安、交流阻抗、极化曲线等电化学方法探究了温度对光催化甲醇燃料电池性能的影响。在低温条件下,光催化燃料电池依然有较好的光电化学输出特性,5℃体系中,ZnO光阳极在光照下的短路电流密度和输出功率密度可达0.91 mA/cm~2和0.079 mW/cm~2,分别是Pt电极的9倍和3倍,其性能高于利用Pt电极构建的质子交换膜燃料电池。此外,随着温度升高,阳极光催化活性逐渐增强,光电流密度提高,传荷阻抗降低,电池输出功率提高。研究结果表明,光催化甲醇燃料电池系统可以适应低温工作场景,在某些特殊环境具有应用价值。

    2021年08期 v.40;No.354 723-733页 [查看摘要][在线阅读][下载 2838K]
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  • 科琴黑在锂硫电池中的应用进展

    宋丽红;张敏刚;闫晓燕;

    锂硫电池因具有能量密度高,正极材料硫储量丰富、价格低廉、环境友好等特点而成为二次电池领域中的热点研究体系。然而其产业化进程面临着一系列问题,主要表现在:正极材料硫电导率低,严重影响电池的高倍率性能;充放电过程中产生的长链多硫化易溶于电解液引发穿梭效应;电池反应过程中体积变化大,造成电池损坏等,均使得电池容量衰减快、循环寿命短。科琴黑具有载硫量高、导电性好、易于修饰等特点,可有效提升电池性能。本文主要综述了科琴黑应用于锂硫电池正极材料和隔膜材料时电池的电化学性能表现,并对科琴黑在锂硫电池中的未来应用进行了展望。

    2021年08期 v.40;No.354 734-740页 [查看摘要][在线阅读][下载 276K]
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  • 含铜玻璃对金属化银浆电极焊接性能的影响

    王坤;杨云霞;袁晓;李红波;仝华;

    作为晶硅电池银浆的关键组成之一,玻璃在很大程度上决定了金属化银浆电极的焊接性能。从电极焊接强度、可焊性和耐焊性等方面,探讨了含铜PbO-B_2O_3-SiO_2玻璃对金属化银浆电极焊接性能的作用和影响。研究结果表明,银电极焊接强度与玻璃中铜含量以及焊接温度密切相关。当玻璃中铜含量较低时,银电极焊接强度随着铜含量的增加或者焊接温度的升高而增大。而玻璃中铜含量较高时(例如,玻璃原料中氧化铜与其他氧化物的摩尔比为5.4∶100),银电极焊接强度不再随着焊接温度的升高而增大,反而在400℃焊接温度下明显降低。电极可焊性和耐焊性的测试结果可以很好地解释这种变化。随着玻璃中铜含量的增加,银电极与焊料能够充分接触和反应生成金属间化合物Ag_3Sn,可焊性得到提升;同时,银电极的耐焊性却逐渐减弱。特别是在较高焊接温度下,焊料过度熔蚀银电极,破坏了银硅结合,使得焊接强度降低。因此,为使银电极具有最佳的焊接性能,需要优化玻璃中的铜含量。

    2021年08期 v.40;No.354 741-746页 [查看摘要][在线阅读][下载 874K]
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  • 碲系玻璃组成对晶硅电池金属化接触界面的作用机制

    张佳伟;杨云霞;袁晓;李红波;仝华;

    探讨了碲系玻璃组成在银浆应用中对晶硅电池金属化接触界面的影响。通过在TeO_2-PbO-Li_2O玻璃中引入Bi_2O_3、SiO_2和Na_2O组成,研究了玻璃热学性质的变化、银胶粒在界面玻璃相中的形成、玻璃相对硅表面的侵蚀、界面玻璃的电容和阻抗性质。研究结果表明,在降低接触电阻方面,Bi_2O_3和SiO_2使得硅表面保持较高的掺杂浓度;Bi_2O_3提高了接触界面中银胶粒的数量;SiO_2和Na_2O使得生长出较小的银胶粒。然而,当玻璃中Na_2O的含量大于摩尔分数3%时,接触界面的载流子复合会随之增大,使得接触电阻变大。

    2021年08期 v.40;No.354 747-751+759页 [查看摘要][在线阅读][下载 624K]
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  • 多物理效应的钙钛矿太阳能电池模型研究

    张骁;孙久勋;陈鹏斌;樊安琪;

    目前对钙钛矿太阳能电池所建立的模型,许多都由于某些局限性而忽略了一些物理因素,并且大部分模型都是数值模拟的。因此,本文提出了一种考虑多种物理效应的钙钛矿太阳能电池的半解析模型,该模型基于解一个修正过的漂移扩散方程,使用费米-狄拉克分布研究载流子浓度;考虑了波长分布对入射光的影响,将光生载流子表示成关于坐标的函数;采用Pasveer等的迁移率模型μ(T,p,F),提出了一个统一的电场强度函数。该模型针对文献中报道的4类钙钛矿太阳能电池进行了系统验证,实验数据与模型拟合较好,验证了该模型的准确性;此外还找到了限制电池性能的可能原因。该模型的验证,结合其他测量技术,为表征、优化和筛选钙钛矿太阳能电池提供了一种简单且互补的方法。

    2021年08期 v.40;No.354 752-759页 [查看摘要][在线阅读][下载 251K]
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  • 有机酸共掺杂聚苯胺的制备及其电化学性能

    郭镕硕;金灵华;王伟科;

    因有机酸掺杂可提高聚苯胺的导电性及其电化学性能而备受关注。分别以有机酸十二烷基苯磺酸(DBSA)、水杨酸(SA)与盐酸作为共掺杂剂,采用化学氧化聚合法制备聚苯胺(PANi)材料。采用傅里叶红外光谱仪(FTIR)与扫描电子显微镜(SEM)对聚苯胺样品进行微观结构与形貌表征,并通过循环伏安(CV)、恒电流充放电(GCD)及交流阻抗(EIS)测试分析其电化学性能。研究结果表明,与单一盐酸掺杂的聚苯胺相比,采用有机酸DBSA共掺杂合成聚苯胺对其分子链结构影响较大,电化学性能变差;而采用有机酸SA共掺杂合成的聚苯胺具有更好的电化学性能,在1 A/g电流密度下,比电容可达533.3 F/g,聚苯胺电极材料与电解液间具有更快的离子扩散行为。

    2021年08期 v.40;No.354 760-765页 [查看摘要][在线阅读][下载 579K]
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研究与试制

  • 表面活性剂对银包铝粉的微观结构及性能影响

    唐显琴;苏晓磊;刘毅;马晨;李盼涛;

    先对铝粉表面进行敏化和活化,在其表面形成活性中心,随后再进行化学镀银的复合化学镀工艺得到了核壳结构的银包铝粉。为了探究表面活性剂对银包铝粉微观结构及性能的影响,通过在化学镀过程中添加不同表面活性剂制备得到了银包铝粉,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪对其物相结构和微观形貌进行表征,再采用直流电阻测试仪、热重分析仪和激光粒度分析仪进行测试分析。结果表明:在化学镀过程中以PVP作为表面活性剂时,制备的银包铝粉镀层包覆完整致密,厚度均匀,且结合力好,镀层不易脱落。粉体中无游离的银颗粒,粒径分布均匀且没有出现团聚现象,导电性好,压实电阻率达到最低值13.6 mΩ·cm。

    2021年08期 v.40;No.354 766-773页 [查看摘要][在线阅读][下载 1105K]
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  • SrZrO_3掺杂K_(0.5)Na_(0.5)NbO_3陶瓷介电弛豫的研究

    陈开远;韦小利;梁燕文;雷秀云;刘来君;

    采用传统固相反应技术制备出赝立方相(1-x)K_(0.5)Na_(0.5)NbO_3-xSrZrO_(3 )(0.11≤x≤0.17)陶瓷。介电温谱测试结果表明,样品呈现"核-壳"结构。用Lichtenecker方程和典型的洛伦兹公式结合描述了核区域和壳区域对介电常数的贡献。随着SrZrO_3含量增多,介电相变峰宽化,介电常数和损耗均下降。在高温下,通过阻抗图谱分析可知陶瓷样品中存在双电离氧空位,其弛豫行为可以用阿仑尼乌斯公式描述。同时,交流电导率满足普适介电响应定律。在直流电导中,温度越高热激活载流子浓度越大,随着SrZrO_3掺杂量增加,晶格间载流子长程迁移或者跳跃变得更加困难。

    2021年08期 v.40;No.354 774-783页 [查看摘要][在线阅读][下载 1572K]
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  • Sb_2SnO_5纳米颗粒对Sn30Bi0.3Ag合金拉伸与熔化特性的影响

    白海龙;顾鑫;赵玲彦;严继康;郭胜惠;

    通过添加质量分数0.1%Sb_2SnO_5纳米颗粒,制备了Sn30Bi0.3Ag(SBA)-0.1%Sb_2SnO_5复合焊料合金。采用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)观察焊料合金的金相组织。采用差示扫描量热仪(DSC)测试其熔化特性。采用万能材料试验机测试其力学性能。并分析Sb_2SnO_5纳米颗粒对SBA合金的力学、熔化特性影响。实验结果表明:Sb_2SnO_5纳米颗粒能有效细化SBA合金组织,对SnBi共晶相细化效果更明显;在20℃下时效500 h后,SBA-0.1%Sb_2SnO_5合金抗拉强度和延伸率分别下降2.6%和14.5%,SBA合金抗拉强度和延伸率分别下降15.9%和21.9%。添加Sb_2SnO_5纳米颗粒后,SBA合金力学性能随时效进行而下降的问题得以解决;在添加0.1%Sb_2SnO_5纳米颗粒后,SnBi共晶组织和β-Sn组织的熔程分别降低2.1℃和1.3℃。

    2021年08期 v.40;No.354 784-787+794页 [查看摘要][在线阅读][下载 600K]
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  • 沉积速率对MOCVD-Y(Gd)BCO超导薄膜结构与性能的影响研究

    杨帆;赵睿鹏;陈曦;黄涛;陶伯万;

    第二代高温超导带材制备中提升超导层的沉积速率有助于降低带材成本。本文基于自主设计的MOCVD系统在LaMnO_3/epi-MgO/IBAD-MgO/Y_2O_3/Al_2O_3/哈氏合金模板基带上沉积Y(Gd)BCO高温超导薄膜。通过改变前驱体进液速率实现沉积速率的调控,采用多种分析测试方法研究Gd_(0.5)Y_(0.5)Ba_2Cu_3O_(7-)_δ(Y(Gd)BCO)薄膜结构与性能。在加热温度和气氛等工艺条件保持不变的前提下,调节沉积速率为520 nm/min时,制备得到约250 nm厚的Y(Gd)BCO超导层结构性能良好,在0 T,77 K的条件下,临界电流密度(J_c)可达到3.5 MA/cm~2,临界电流(I_c)为89 A/cm,面内、面外半高宽值分别为2.36°和1.69°。即使提高沉积速率到1000 nm/min,虽然Y(Gd)BCO薄膜表面出现了a轴晶粒,但是J_c仍能保持在一个较优的水平。实验结果表明,MOCVD方法可以实现高温超导薄膜的高速率沉积。

    2021年08期 v.40;No.354 788-794页 [查看摘要][在线阅读][下载 967K]
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  • 基于硫化镉修饰泡沫镍的可穿戴式压阻传感器

    姜涛;

    针对可穿戴式压阻传感器灵敏度低、压力响应范围小等问题,提出了一种基于硫化镉修饰泡沫镍三维结构的压阻传感器,实现了在多孔泡沫镍上原位合成硫化镉,并制备出可穿戴式压阻传感器。由于泡沫镍具有独特的三维多孔结构,所以硫化镉修饰泡沫镍压阻传感器表现出较高的传感性能。测量结果表明,所提出的具有三维多孔结构的硫化镉修饰泡沫镍压阻传感器的灵敏度为12.94 kPa~(-1),压力响应范围为0~50 kPa。传感器的响应时间为0.6 s,在800个测试周期后传感器的信号输出稳定。所提出的硫化镉修饰泡沫镍压阻传感器在较宽的压力响应范围内表现出较高的灵敏度。这使得其在机器人电子皮肤和人体感知等领域具有广阔的应用前景。

    2021年08期 v.40;No.354 795-799页 [查看摘要][在线阅读][下载 489K]
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  • 焊点形态对表贴引脚元器件振动应力的影响

    何敏;邓梦;庄成波;

    为掌握焊点形态参数对引脚表贴元器件振动可靠性的影响,采用HyperMesh和ANSYS软件建立了带引线的塑料芯片载体(PLCC)和小外形(SO)封装元器件的印刷电路板组件(PCBA)有限元精确模型并进行随机振动仿真,研究了悬出、侧面长度、填充高度等焊点形态参数变化对J形引脚、L形引脚、焊点与焊盘上振动应力的影响规律。结果预示,悬出参数增加会导致PLCC封装焊盘和SO封装焊点的振动应力显著提升;合理的侧面长度能够明显降低PLCC封装引脚、焊点和SO封装焊盘的振动应力;填充高度增加会引起PLCC封装引脚、焊点振动应力明显变大。证明了焊点形态参数的优化能够明显增强引脚表贴元器件振动可靠性。

    2021年08期 v.40;No.354 800-807+813页 [查看摘要][在线阅读][下载 1390K]
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  • 抛光液添加剂协同作用对铜互连阻挡层CMP后碟形坑及蚀坑的影响

    崔志慧;王辰伟;刘玉岭;赵红东;李红亮;

    为了有效控制铜互连阻挡层化学机械平坦化(CMP)过程中产生的碟形坑和蚀坑等缺陷,研究了在低磨料下柠檬酸钾(CAK)和FA/O II络合剂协同作用对Cu/TEOS去除速率、碟形坑和蚀坑修正的影响。结果表明:加入质量分数为1%CAK后,TEOS去除速率增加了31.6 nm/min, Cu的去除速率无明显变化,说明CAK在不影响Cu去除速率的同时,促进了TEOS的去除;当FA/O II络合剂质量分数从0.5%增加到2%时,Cu去除速率增加了11.2 nm/min, TEOS去除速率则降低了23.9 nm/min,说明增大FA/O II浓度可以促进Cu去除速率,但也会抑制TEOS的去除。碟形坑和蚀坑测试结果表明:加入质量分数为1%CAK后,碟形坑和蚀坑分别修正了45.5 nm和19.5 nm;随着FA/O II质量分数的增加,Cu/TEOS去除速率选择比降低,碟形坑和蚀坑出现加深现象。最后,漏电流和粒径测试结果表明,络合剂能够有效降低漏电流,提高稳定性;而钾离子易引起颗粒聚集,粒径增大。

    2021年08期 v.40;No.354 808-813页 [查看摘要][在线阅读][下载 851K]
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  • 一种数模混合的低频锯齿波电路设计

    何勇杰;孙江;叶文霞;陈宁锴;刘炳;

    为解决单纯模拟电路实现低频锯齿波需耗费巨大面积并引入更大干扰的问题,提出一种便于集成的数模混合低频锯齿波生成电路。通过数字时钟控制不同的电平按时序释放形成梯形锯齿波。通过调节时钟频率、计数周期和电平高低,实现对梯形低频锯齿波的频率和幅值的调整,增强电路的可移植性。电路由双复位分频器、数字译码器、电阻分压网络和滤波反馈网络组成,用于电子点火器控制芯片中生成低频PWM波,控制功率管导通时间的改变,保证输出电压不随电源电压的变化而变化。采用格罗方德0.18μm BCD工艺设计,实现了周期为10.6 ms的大周期梯形锯齿波。仿真结果和芯片实测结果高度一致。

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  • 基于粒子群优化算法提取GaN HEMTs外部寄生参数

    郑良川;王军;

    GaN HEMTs作为第三代半导体器件,它的工作频率高,功率密度大,而且耐高温、高压,不仅是功放控制电路中的重要组成部分,也是毫米波时代5G无线通信电路中的理想射频功率器件。基于GaN HEMTs器件的19参数小信号等效电路模型,提出了一种在冷场条件下,利用粒子群优化算法(PSO)获取器件小信号模型的外部寄生参数的方法。最后通过对比不同尺寸GaN HEMTs器件在冷场偏置条件下的实际测量和仿真S参数验证了该方法的有效性。

    2021年08期 v.40;No.354 819-825页 [查看摘要][在线阅读][下载 1261K]
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  • 应用于毫米波车地通信的小型化间隙波导缝隙阵列天线设计

    第五健健;张健穹;王庆峰;李相强;

    在高速磁悬浮列车毫米波车地通信系统中,要求车载天线具有小型化、宽频带、圆极化和辐射扇形波束等特点。为了更好地满足这些要求,提出了一种中心馈电的小型化间隙波导缝隙阵列天线,采用环形缝隙单元辐射右旋圆极化波,通过脊间隙波导一分三十二路功分网络实现等幅同相馈电。采用全波电磁仿真软件设计了一款中心频率为38 GHz的2×16单元间隙波导缝隙阵列天线,并进行了实验测试。测试结果表明:在37~39 GHz频带范围内,天线驻波比小于1.42,增益大于21 dBi,轴比小于3 dB,俯仰面波瓣宽度为4.1°~4.3°,方位面波瓣宽度为34.7°~36.5°,满足毫米波车地通信系统车载天线的设计需求。

    2021年08期 v.40;No.354 826-832页 [查看摘要][在线阅读][下载 1598K]
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