發(fā)布時間：2022-04-19 18:25

　　光子增強(qiáng)熱電子發(fā)射（PETE）效應(yīng)是近年提出的一種實(shí)現(xiàn)太陽全光譜高效光電轉(zhuǎn)換的新概念技術(shù)。目前,對于PETE光電器件的研究還停留在理論研究層面,少有實(shí)驗(yàn)相關(guān)結(jié)果研究。本文基于PETE器件的基本結(jié)構(gòu)與理論模型,圍繞Ga1-xA1xAs/GaAs真空光電轉(zhuǎn)化器件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制備、光電發(fā)射理論研究以及溫度相關(guān)的光電性能等方面開展了研究工作。首先設(shè)計(jì)和利用MOCVD技術(shù)生長了變組分變摻雜Ga1-xAlxAs/GaAs材料,再經(jīng)過化學(xué)清洗和Cs/O激活等工藝,制備成陰極組件,并委托北方夜視微光重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了銦封操作,最終獲得Ga1-xAlxAs/GaAs真空光電轉(zhuǎn)換器件。其次,在考慮變組分變摻雜結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,利用細(xì)致平衡理論和一維連續(xù)性方程,建立了 Ga1-xAlxAs/GaAs光電器件的PETE轉(zhuǎn)化效率和量子效率理論模型。分析了陰極的變組分變摻雜結(jié)構(gòu)以及溫度等因素對光電轉(zhuǎn)化的影響。理論結(jié)果表明,變組分變摻雜結(jié)構(gòu)引入的內(nèi)建電場可以加速光電子的表面輸運(yùn),極大的提升器件的光電發(fā)射性能。最后,對制備的Ga1-xAlxAs/GaAs真空光電轉(zhuǎn)換器件進(jìn)行溫度相關(guān)的光電性能測試。我們利用自行搭建的測試系統(tǒng)... 

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 太陽能發(fā)電技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢
        1.1.1 太陽能光伏發(fā)電技術(shù)
        1.1.2 太陽能光熱發(fā)電技術(shù)
        1.1.3 太陽能光/熱復(fù)合發(fā)電技術(shù)
    1.2 新型光子增強(qiáng)熱電子發(fā)射(PETE)效應(yīng)的太陽能光/熱復(fù)合發(fā)電技術(shù)
        1.2.1 光子增強(qiáng)熱電子發(fā)射效應(yīng)
        1.2.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究背景和意義
    1.4 本文主要工作
2 Ga_(1-x)Al_xAs/GaAs真空光電轉(zhuǎn)換器件的光電轉(zhuǎn)化理論研究
    2.1 PETE太陽能光電轉(zhuǎn)換工作原理
    2.2 Ga_(1-x)Al_xAs/GaAs真空光電轉(zhuǎn)換器件轉(zhuǎn)換效率模型
        2.2.1 光電子在GaAlAs窗口層內(nèi)的產(chǎn)生和輸運(yùn)
        2.2.2 光電子在GaAs發(fā)射層內(nèi)的產(chǎn)生和傳輸
    2.3 透射式Ga_(1-x)Al_xAs/GaAs真空光電轉(zhuǎn)換器件轉(zhuǎn)換效率仿真研究
    2.4 Ga_(1-x)Al_xAs/GaAs真空光電轉(zhuǎn)換器件量子效率模型
    2.5 透射式Ga_(1-x)Al_xAs/GaAs真空光電轉(zhuǎn)換器件的量子效率仿真研究
    2.6 本章小結(jié)
3 Ga_(1-x)Al_xAs/GaAs真空光電轉(zhuǎn)換器件的設(shè)計(jì)與制備
    3.1 PETE真空光電轉(zhuǎn)換器件的Ga_(1-x)Al_xAs/GaAs光電陰極結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        3.1.1 光電陰極基本光學(xué)結(jié)構(gòu)
        3.1.2 變組分變摻雜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理
    3.2 PETE真空光電轉(zhuǎn)換器件的Ga_(1-x)Al_x/GaAs陰極制備
    3.3 PETE真空光電轉(zhuǎn)換器件的陽極制備
    3.4 PETE真空光電轉(zhuǎn)換器件的封裝
    3.5 本章小結(jié)
4 Ga_(1-x)Al_xAs/GaAs光電陰極的光電發(fā)射性能研究
    4.1 可溫控真空光電轉(zhuǎn)換器件光電性能測試系統(tǒng)
    4.2 Ga_(1-x)Al_xAs/GaAs真空器件的光電發(fā)射性能實(shí)驗(yàn)研究
        4.2.1 溫度相關(guān)的Ga_(1-x)Al_xAs/GaAs光電陰極光譜響應(yīng)測試實(shí)驗(yàn)
        4.2.2 溫度相關(guān)的Ga_(1-x)Al_xAs/GaAs光電陰極能量分布實(shí)驗(yàn)
        4.2.3 溫度相關(guān)的Ga_(1-x)Al_xAs/GaAs光電陰極光電發(fā)射測試實(shí)驗(yàn)
        4.2.4 溫度相關(guān)的Ga_(1-x)Al_xAs/GaAs光電陰極的PETE特性研究
    4.3 本章小結(jié)
5 總結(jié)與展望
    5.1 本文工作總結(jié)
    5.2 有待進(jìn)一步解決的問題
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]太陽能發(fā)展“十三五”規(guī)劃[J].   太陽能. 2016(12)
[2]指數(shù)摻雜GaAs陰極光子增強(qiáng)熱電子發(fā)射型太陽能轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化效率理論計(jì)算（英文）[J]. 唐偉東,楊文正,楊陽,孫傳東,蔡志鵬.  光子學(xué)報(bào). 2014(06)
[3]燒結(jié)機(jī)機(jī)尾煙氣余熱發(fā)電的探究[J]. 王峰,王仁璞.  冶金能源. 2010(04)
[4]透射式指數(shù)摻雜GaAs光電陰極最佳厚度研究[J]. 楊智,鄒繼軍,常本康.  物理學(xué)報(bào). 2010(06)
[5]指數(shù)摻雜GaAs光電陰極分辨力特性分析[J]. 鄒繼軍,常本康,楊智,張益軍,喬建良.  物理學(xué)報(bào). 2009(08)
[6]反射式變摻雜GaAs光電陰極量子效率模型研究[J]. 牛軍,楊智,常本康,喬建良,張益軍.  物理學(xué)報(bào). 2009(07)
[7]指數(shù)摻雜GaAs光電陰極量子效率的理論計(jì)算[J]. 鄒繼軍,常本康,楊智.  物理學(xué)報(bào). 2007(05)

博士論文
[1]基于光子增強(qiáng)熱電子發(fā)射（PETE）的全固態(tài)高溫太陽能電池技術(shù)研究[D]. 楊陽.中國科學(xué)院研究生院(西安光學(xué)精密機(jī)械研究所) 2015
[2]基于光子增強(qiáng)熱電子發(fā)射（PETE）機(jī)理太陽能電池器件研究[D]. 唐偉東.中國科學(xué)院研究生院（西安光學(xué)精密機(jī)械研究所） 2014
[3]GaAs光電陰極理論及其表征技術(shù)研究[D]. 鄒繼軍.南京理工大學(xué) 2008

碩士論文
[1]熱絲CVD大面積金剛石厚膜的制備研究[D]. 陳振環(huán).湖南大學(xué) 2011



本文編號：3646404