1 天津大学材料科学与工程学院，天津 300350
2 天津大学天津市现代连接技术重点实验室，天津 300350
利用等离子体光电信号同步采集系统，对钛合金激光焊接熔透焊缝与未熔透焊缝在等离子体特征振荡频率上的差异展开了对比研究。结果表明：对于熔透焊缝与未熔透焊缝，等离子体电信号的特征振荡频率存在明显差异。相比熔透焊缝，在焊接初始阶段，未熔透焊缝的等离子体电信号的特征振荡频率较高，并且特征振荡频率随热输入变化的速度也有明显差异。在相对稳定阶段，未熔透焊缝的等离子体电信号的特征振荡频率的波动范围较小，相对稳定，而此时熔透焊缝的等离子体电信号的特征振荡频率的波动范围较大，稳定性相对较差，特征振荡有明显的不确定性。
激光技术 激光焊接 钛合金 等离子体 电信号 熔透状态 中国激光
2022, 49(22): 2202018
1 江西科技学院协同创新中心，南昌 330098
2 宁波山迪光能技术有限公司，余姚 315380
制备P-N结发射极的常规扩散工艺主要包括预淀积和高温推阱两个步骤。本文采用在高温推阱之后施加一步保温过程的工艺方案，在p型多晶硅片上制备了低表面浓度磷掺杂的高方阻发射极，研究了不同保温温度对P-N结发射极的方阻和磷原子掺杂分布的影响。结果表明，当完成高温推阱后，在650~750 ℃温度范围内施加保温工艺所得P-N结的方阻值反向升高，同时二次离子质谱(SIMS)测试结果表明，硅片表层区域的磷原子掺杂浓度相应降低。与常规扩散工艺相比，采用在700 ℃下保温15 min时所得P-N结的方阻升高约3.2 Ω/□，所得相应太阳能电池光电转换效率Eff达到18.69%，比产线工艺提高约0.23%。
太阳能电池 P-N结 磷掺杂 扩散 掺杂浓度 光电转换 转换效率 solar cell P-N junction phosphorus doping diffusion doping concentration photoelectric conversion conversion efficiency
1 天津大学材料科学与工程学院, 天津 300350
2 天津大学天津市现代连接技术重点实验室, 天津 300350
对药芯焊丝脉冲TIG电弧增材制造电弧特性展开研究。 利用高速摄像拍摄不同熔敷层脉冲电流条件下的电弧与熔滴过渡图片, 对高速摄像图片进行分析, 发现焊丝熔化过程存在“滞熔”现象, 导致熔滴过渡存在渣桥过渡与液桥过渡两种接触过渡方式, 在脉冲峰值电流较小的50/100 A电流参数下, 出现熔滴断续的渣桥过渡的频率最高。 熔滴过渡影响电弧温度场与药粉成分在电弧中的分布, 利用光谱诊断分析熔敷过程中在不同脉冲峰值电流与脉冲基值电流条件下电弧温度场及药粉成分在电弧中的分布。 利用点阵法测量得到各点光谱数据, 根据Boltzmann图法计算各点温度, 将各点温度拟合得到完整电弧温度场, 结果表明, 焊丝从钨极轴线前(左)侧送入, 吸收电弧热量并且对电弧有扰动作用, 电弧前侧温度低于电弧后(右)侧, 电弧前侧尺寸稍小于后侧; 随着熔敷层数增加, 降低峰值电流, 电弧收缩, 高温区面积相对减小, 低温区面积相对增大。 电弧最高温度区域出现在钨极下方1~2 mm的范围, 大约为13 000~15 000 K, 脉冲峰值电流越大则最高温度区域面积越大。 在脉冲基值电流时期, 由于电流小, 电弧面积相比于峰值时期要小得多, 焊丝与电弧相互作用减弱, 电弧温度场基本关于钨极轴线对称分布。 选择药芯焊丝中特有的Na元素的NaⅠ589.6 nm谱线对其分布点进行标记, 拟合绘出不同脉冲峰值电流与基值电流下药粉元素在电弧中的分布情况, 结果表明, 电流越小, 药粉运动高度越低, 在不同的脉冲峰值电流下药粉均没有沾染到钨极上, 在不同的脉冲峰值电流与脉冲基值电流下 Na元素均偏电弧后侧分布, 说明焊丝自电弧前侧送入熔池后, 在电弧前侧的电弧中没有出现药粉强烈的喷发现象, 而是进入熔池进行冶金反应。 接触过渡解决了碱性焊丝工艺性差的问题, 电弧较为稳定, 避免药粉喷发损伤钨极, 熔敷过程稳定进行。
药芯焊丝 脉冲TIG增材制造 光谱诊断 高速摄像 电弧特性 Flux-cored wire Pulsed TIG additive manufacturing Spectral diagnosis High speed imaging Arc characteristic 光谱学与光谱分析
2021, 41(8): 2397
1 福建中医药大学药学院, 福州 350122
2 海军军医大学药学院, 上海 200433
目的: 研究不同检测条件对单链脱氧核糖核酸(Single-Stranded Deoxyribonucleic Acid, ssDNA)表面增强拉曼散射(Surface-Enhanced Raman Spectroscopy, SERS)检测结果的影响, 以确定最佳的检测条件。方法: 以单链DNA GO18(序列为AACCTTTGGTCGGGCAAGGTAGGTT (5′~3′))为例, 探讨不同检测条件(银胶溶液浓缩倍数、激发功率及积分时间、装样方式、凝聚剂MgSO4用量等)对 SERS 检测结果的影响规律。在最佳检测条件下, 对稳定性、重复性和检测限进行考察并对光谱图进行峰位归属。结果: 确定适于单链DNA检测的最佳条件是: 银胶溶液浓缩100倍, 激发功率30%(60 mW), 积分时间30 s, 装样方式为1.0~0.8高纯度石英毛细管, MgSO4(10mM)的用量2.0 μL。该条件下测定结果的稳定性高, 重复性好, 检测限为0.625μM。结论: 本研究优化了单链DNA的SERS检测条件, 为进一步扩大和推动 SERS 技术在单链DNA检测中的应用提供方法基础。
单链DNA 表面增强拉曼散射 检测条件 峰位归属 ssDNA SERS Testing conditions Peak assignment
1 江西科技学院 协同创新中心, 江西 南昌 330098
2 南昌大学 光伏研究院, 江西 南昌 330031
3 浙江正泰太阳能科技有限公司, 浙江 杭州 310053
采用低压化学气相沉积方法在玻璃衬底上制备了B掺杂的ZnO(BZO)薄膜, 通过氢退火对BZO进行处理, 然后作为前电极进行了非晶硅薄膜太阳能电池的制备及性能研究。结果表明: 在氢气气氛下退火后, BZO薄膜的载流子浓度基本无变化, 但Hall迁移率显著提高, 这使得BZO薄膜的导电能力提高; 当采用厚度较小、透光率较高的BZO薄膜进行氢退火后作为前电极结构时, 非晶硅薄膜太阳能电池的短路电流密度提高0.3~0.4 mA/cm2, 电池的转化效率提高0.2%。实验结果可为通过优化前电极结构来提高非晶硅薄膜太阳能电池转化效率提供一种简易的方法。
BZO薄膜 前电极 透光率 非晶硅薄膜太阳能电池 转化效率 BZO thin film front contact transmittance amorphous silicon thin film solar cells conversion efficiency
1 江西科技学院 协同创新中心, 江西 南昌330098
2 江西科技学院 管理学院, 江西 南昌330098
3 浙江正泰太阳能科技有限公司, 浙江 杭州310053
采用低压化学气相沉积(LPCVD)在玻璃衬底上制备了B掺杂ZnO(BZO)薄膜, 研究了氢气气氛退火对BZO薄膜光学性能和电学性能的影响。结果表明: 在氢气气氛下退火后, BZO薄膜的物相结构和透光率基本无变化, 但BZO薄膜的导电能力却明显提高。Hall测试结果表明: 在氢气下退火时载流子浓度基本保持不变, 但迁移率却明显提高。实验结果可为进一步提高BZO薄膜的光学电学综合性能提供借鉴。
低压化学气相沉积 ZnO薄膜 光学性能 载流子浓度 霍尔迁移率 low pressure chemical vapor deposition ZnO thin film optical properties carrier concentration Hall mobility
通过尿素均匀沉淀法合成了荧光磁性Fe3O4@Gd2O3∶Eu3+纳米空心球，并且设计了一种壳-壳结构。利用模板法合成的这种壳-壳结构很好地避免了磁性纳米粒子的凝聚。扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)测试结果表明，得到的Fe3O4@Gd2O3∶Eu3+空心球直径均约为390 nm，并且磁性层和荧光层的厚度分别约55 nm 和15 nm。壳的厚度和空心纳米球的尺寸可以很容易地通过调整原料的浓度和氧化硅模板的尺寸来控制。所制备的Fe3O4@Gd2O3∶Eu3+空心球表现出较高的饱和磁化强度(17.1 emu/g)，在紫外线的激发下发出较强的红光。这种特征使它完全可以应用于靶向治疗、免疫检测、磁性分离、荧光追踪等方面。该合成路线对其他多功能纳米空心球的可控合成也具有重要的意义。
材料 荧光性 磁性 均相沉淀 壳-壳结构
