非晶硅的案例
西安交大《Nature Materials》：非晶硅“拉強壓弱”的反常行為！
近日，西安交大的研究工作發現，非晶硅本征的抗拉強度其實可以遠高于其抗壓強度，即在缺陷極少時表現出“拉強壓弱”的“反常”不對稱性。上述研究有望為硅基材料在微機電系統、微納尺度柔性電子器件等中的應用提供指導。相關成果以“Tension-compression asymmetry in amorphous Si” 為題發表在最新一期的《自然×材料》雜志上，點擊文末“閱讀原文”查看文章。
論文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41563-021-01017-z
室溫條件下，宏觀尺度的硬脆材料往往表現出抗拉強度遠低于抗壓縮強度的特性，如圖（1）所示，原因是在制備和加工過程中，這些材料內部及表面不可避免地會產生微孔洞、微裂紋等缺陷，而這些缺陷對拉應力尤其敏感，導致材料的抗拉能力低于抗壓能力。因此，一個自然產生的問題就是：當硬脆材料內部和表面沒有上述缺陷時，這種拉壓不對稱性是否會消失或者呈現新的表現形式？
圖（1） 塊體硅材料的拉伸和壓縮曲線；圖（2）同一非晶硅“拉-壓”微樣品上先后進行拉伸和壓縮測試；圖（3）非晶硅在拉應力和壓應力下的剪切模量隨應變量的變化；圖（4）非晶硅發生剪切塑性轉變所需要克服的能壘，隨拉-壓應變發生很不相同的變化。
為了回答這一基礎科學問題，西安交通大學研究人員選取非晶硅材料為研究載體，通過減小其尺寸來降低材料中存在缺陷的幾率；為了排除樣品差異性對實驗結果造成的可能影響，利用非晶硅的斷口特點，設計制備出了一種“拉-壓”亞微米尺度樣品：在同一樣品上可先后進行定量拉伸和壓縮實驗，如圖（2）所示。
展開 美國商務部初裁中國非晶硅織物存在補貼行為 最高稅率超100%
美國商務部發布公告，對原產于中國的進口非晶硅織物作出反補貼初裁，裁定南京天元玻纖復合材料有限公司（Nanjing Tianyuan Fiberglass Material Co., Ltd.）的反補貼稅率為28.25%，通華新材料（平湖）有限公司和通華新材料（上海）有限公司（ACIT (Pinghu) Inc.、ACIT (Shanghai) Inc）的反補貼稅率為4.36%，以下47家企業的反補貼稅率為104.10%：
1、奇熾保溫防火材料有限公司（Acmetex Co., Ltd.）（上海）
2、北京固威豪包裝材料有限公司（Beijing Great Pack Materials, Co.
展開 Ansys Fluent在化學氣相沉積（CVD）技術中的應用
化學氣相沉積技術在半導體工業中有著比較廣泛的應用，例如，非晶硅薄膜太陽能電池中非晶硅材料的制備采用的就是等離子增強型化學氣相沉積技術（PECVD），等離子技術可以促進化學反應的發生，使得沉積過程能夠在較低的溫度下進行。
圖1 薄膜太陽能電池
研究目的
在制備薄膜太陽能電池的過程中，非晶硅表面上沉積的薄膜往往存在厚度不均勻的問題。非均勻薄膜對太陽能電池的性能產生極大的影響，因此需要深入探究非晶硅薄膜的沉積過程，解決沉積薄膜的非均勻性問題。而在晶硅薄膜的制備過程中很難通過現場實驗測量的方法獲得薄膜的生長規律、氣流流動特性、復雜的氣相和表面化學反應過程，因此需要借助CFD軟件模擬和預測非晶硅薄膜的沉積過程，獲得薄膜生長規律，從而解決薄膜的均勻性問題。
案例分析
等離子體化學氣相沉積（PECVD-- plasma-enhanced chemical vapor deposition）反應器主要由宏觀和微觀兩部分組成，如圖2、3所示。宏觀部分：反應氣體硅烷（SiH4）和氫氣（H2）進入反應器，反應器中加有電離場，反應氣體在電離的作用下形成SiH3和H。微觀部分：一部分SiH3和H經過物理吸附過程重新形成SiH4和H2。一部分SiH3經過化學吸附過程，SiH3、H吸附在帶懸掛鍵Si表面。
圖2 PECVD反應器示意圖
圖3 PECVD反應器原理圖
為減少計算量，采用反應器對稱的一半區域做計算。反應器結構如圖4所示，硅烷和氫氣從進口進入反應器，接著通過設置有1cm寬的5個孔隙進入電離區域，一部分沉積組分在晶圓表面產生吸附，一部分反應物和沉積組分從出口逸出。
展開 實例詳解 Ansys Fluent在化學氣相沉積（CVD）技術中的應用
化學氣相沉積技術在半導體工業中有著比較廣泛的應用，例如，非晶硅薄膜太陽能電池中非晶硅材料的制備采用的就是等離子增強型化學氣相沉積技術（PECVD），等離子技術可以促進化學反應的發生，使得沉積過程能夠在較低的溫度下進行。
在制備薄膜太陽能電池的過程中，非晶硅表面上沉積的薄膜往往存在厚度不均勻的問題。非均勻薄膜對太陽能電池的性能產生極大的影響，因此需要深入探究非晶硅薄膜的沉積過程，解決沉積薄膜的非均勻性問題。而在晶硅薄膜的制備過程中很難通過現場實驗測量的方法獲得薄膜的生長規律、氣流流動特性、復雜的氣相和表面化學反應過程，因此需要借助CFD軟件模擬和預測非晶硅薄膜的沉積過程，獲得薄膜生長規律，從而解決薄膜的均勻性問題。
案例分析
等離子體化學氣相沉積（PECVD-- plasma-enhanced chemical vapor deposition）反應器主要由宏觀和微觀兩部分組成，如圖2、3所示。宏觀部分：反應氣體硅烷（SiH4）和氫氣（H2）進入反應器，反應器中加有電離場，反應氣體在電離的作用下形成SiH3和H。微觀部分：一部分SiH3和H經過物理吸附過程重新形成SiH4和H2。一部分SiH3經過化學吸附過程，SiH3、H吸附在帶懸掛鍵Si表面。
圖2：PECVD反應器示意圖
圖3：PECVD反應器原理圖
為減少計算量，采用反應器對稱的一半區域做計算。
展開 
硅納米柱嵌鋰過程的塑性流動和原子尺度應力變化
（文：李澍）
圖1硅納米柱結構：嵌鋰前后的(a) 實心和(b)空心硅納米柱
圖2不同硅納米柱的嵌鋰過程：(a)非晶硅納米柱和(b?d)不同軸向取向的晶體硅納米柱
圖3硅納米柱嵌鋰過程中的能量最小化策略：(a)嵌鋰的硅納米柱中定義的三個區域；(b)四階段最小化示意圖；(c)用四種不同的極小化方法計算第四階段的勢能變化
圖4不同直徑實心非晶硅納米柱的模擬結果：(a)初始半徑為10.0nm的嵌鋰非晶硅納米柱的最終形狀；(b)非晶硅納米柱的體積膨脹率隨Li含量的變化；(c?f)完全嵌鋰后原子體積、原子徑向應力的分布(σr)、環向應力(σθ),、軸向應力(σz)沿徑向距離的分布；(g?i)不同嵌鋰階段的應力分布
圖5不同直徑的空心非晶硅納米柱的模擬結果；(a,b)嵌鋰過程中外徑和內徑的變化；(c?f)嵌鋰后原子體積、徑向應力、環向應力和軸向應力的分布
圖6 嵌鋰后后不同軸向晶體硅納米柱的實驗圖像和模擬結果：(a?c)嵌鋰后晶體硅納米柱不同晶體取向(?110?, ?100?, 以及?111?)的俯視SEM圖；(d?f)軸向取向晶體硅納米柱全區域(?110?, ?100?, 以及?111?)的變形形態及環向應力分布；(g?i)特定方向的環向應力分布
圖7晶體硅納米柱的塑性流動：(a?d)晶體硅納米柱中選定原子的軌跡；(e)不同嵌鋰階段變形Li3.75Si合金的原子剪切應變。
展開 光伏大變局，TOPCon、HJT、IBC三個技術路線誰最強？
HJT：晶體硅/非晶硅異質結形成PN結，在晶體硅與非晶硅之間鍍制有本征非晶硅鈍化膜，理論極限可達28.5%。
IBC：電極放在背面減少光照遮擋損失，并且使用隧穿氧化層做電子傳輸，未來可疊加TOPCon或HJT技術，疊加后效率上限可達29.1%。
成本：IBC（P型）>TOPCon（單面）>HJT
分路線：TOPCon靠降銀耗、薄片化；HJT靠低溫銀漿國產化、降銀耗、薄片化、設備降本；IBC靠掩膜工藝優化、薄片化、設備降本。
敏感性分析：效率、良率、CTM每提升1pct，分別可降本14、1、3分，硅片減薄10μ，降本4分，預計23年新電池技術經濟性將全面超越PERC。
量產：TOPCon（單面）>IBC（P型）>HJT
TOPCon：已有29GW在產，22年規劃超40GW，龍頭量產平均效率24.5%。
HJT：已有5GW在產，22年規劃超9GW，龍頭量產平均效率24.5%。
IBC：已有0.2GW在產，22年規劃超8.5GW，龍頭量產平均效率24%。
結論：短期N型TOPCon與P型IBC或為較具性價比選擇，中期各路線共存（HJT提效潛力大，其他兩種成本低），長期或將向TBC&HBC轉型。
2）新電池技術會帶來怎么樣的產業鏈變化
①電池
TOPCon：可沿用部分PERC產線，增加隧穿氧化層和摻雜多晶硅層，主要有LP制備多晶硅膜+擴散、LP制備多晶硅膜+離子注入、PE制備多晶硅膜+原位摻雜三種方式
HJT：全新產線但工藝流程簡潔，增加本征非晶硅鈍化層和異質結結構；非晶硅鍍膜技術有PECVD和CAT-CVD兩種路線，透明導電膜(TCO)鍍制也有PVD和RPD兩種路線；低溫銀漿亟需國產化，HJT對銀漿需求量大增；TCO鍍膜需求增加，帶動靶材需求高增。
展開 使用最多的光伏板是哪個？如何選擇適合自己的？
1.單晶硅光伏板
單晶硅光伏板是當前市場上應用最廣泛的光伏板之一，它們由硅晶體塊通過切割、研磨等工藝制成，具有高轉換效率、良好的穩定性和強大的抗風化能力。但是，制造成本較高，所以價格較為昂貴。
2.多晶硅光伏板
多晶硅光伏板是當前市場上銷量最高的光伏板之一，它們的制造過程較為簡單，成本相對較低。但是，相比于單晶硅光伏板，其轉換效率略低一些。
3.非晶硅光伏板
非晶硅光伏板的制造成本較低，具有良好的透光性和靈活性。與單晶硅、多晶硅光伏板相比，其轉換效率較低，但在弱光條件下的發電效果更好。
4.柔性薄膜光伏板
柔性薄膜光伏板由聚合物和薄膜太陽能電池組成，其重量輕、便攜、可彎曲，具有靈活性和可塑性。但是，由于其轉換效率低，應用范圍較窄。
如何從這些光伏板中選擇最適合自己的？
功率：是指單位時間內發電的能力，根據自己的用電需求選擇適合的功率，如果用電量較大，可以選擇功率較高的光伏板，以保證能夠滿足用電需求；
效率：是指將太陽能轉化為電能的比例，效率越高發電能力越強，但價格也會相應較高，應根據自己的預算和用電需求來選擇；
品牌：知名品牌的光伏板通常質量更高，售后更好，能夠保障消費者的權益；
材質：最常使用的材質有單晶硅、多晶硅和非晶硅，每個材質的效率、價格都不同，可結合自己的預算和用電需求來選擇。
以上就是小編分享的全部內容了，如果還想了解更多內容，或者對光伏電站建設感興趣，可以繼續關注鷓鴣云，也可以私信評論小編！
展開 硬核分析：IBC電池技術的誕生
與傳統IBC電池不同的是，HBC電池結構背面的Emitter和BSF區域為p+非晶硅和n+非晶硅層，在異質結接觸區域插入一層本征非晶硅鈍化層。
HBC電池結構能夠獲得較高轉換效率的原因在于：（1）高Voc。HBC電池采用氫化非晶硅(a-Si:H)作為雙面鈍化層,在背面形成局部a-Si/c-Si異質結結構，基于高質量的非晶硅鈍化，獲得高Voc。充分吸收了HJT電池非晶硅鈍化技術的優點。（2）高Jsc。
Ansys Lumerical | 對鐵電波導調制器進行仿真應用
背景
鐵電波導由硅層和玻璃襯底上的BiTiO3（也稱為BTO）層組成。BiTiO3晶體的取向為晶體的[011]方向平行于光傳播方向（y方向），[001]方向沿著z方向。BiTiO3層的頂部的非晶硅可以形成脊波導結構，可以限制橫向（x方向）的光分布。金電極觸點被放置在離非晶硅脊波導兩側1μm遠的地方。
在本案例中，我們首先使用CHARGE求解器模擬不同偏置電壓下，波導橫截面上的電場分布。然后，我們根據對應的電場分布變化來計算BiTiO3材料折射率的變化，并模擬分析出不同偏置電壓下波導的有效折射率。
步驟一：用CHARGE模擬電場分布
在建立好模型后，我們將陰極觸點設置為定值0 V，陽極觸點設置為掃描模式，掃描范圍為1-5 V，掃描點間隔為0.5 V。
設置完成后，運行仿真程序將自動進行模式，掃描結果將由電場監視器記錄并將數據保存在WG_Efield.mat文件中。
步驟二：使用MODE分析有效折射率
為了計算不同電壓下鐵電波導的有效折射率，我們需要使用MODE模塊中的FDE求解器。FDE求解器可以分析出各類波導橫截面上的導模和導模對應的各類光學參數，因此在本步驟中，我們可以使用FDE求解器分析出鐵電波導橫截面有效折射率與偏置電壓的關系圖。首先，我們將上一步中得到的包含不同偏置電壓下電場分布的WG_Efield.mat文件，通過預留的接口導入到FDE求解器中，如下圖所示。
在實現電場數據的傳遞后，可以通過控制偏壓參數（圖中bias_point）來切換不同電壓下的電場分布。這樣我們只需要對偏振參數進行掃描，就能得到不同電壓下鐵電波導的有效折射率。
展開 鋰離子電池的仿真模擬
1．用作陽極的石墨和非晶硅吸收和解吸鋰離子而引起的體積膨脹與收縮、彈性模量和電子態密度的變化。
2．評估用作陰極的LiCoO2的體積模量。
3．評估鋰離子在固體電解質 LiZr2(PO4)3 (LZP) 中的擴散系數。
4．評估溶解鋰鹽的溶劑的相對介電常數。
5．電極漿料涂覆
圖 1 固體電解質 LZP 結構（左）和不同溫度下擴散系數的 Arrhenius 圖（右）
圖 2：用于陽極的石墨（左）和吸附鋰的 LiC6（右）之間的電子態密度差異
隨著全固態電池的商業化快速發展，電動汽車電池的研究和開發正轉向探索更多材料的可能性。因此，從探索各種材料（包括所有固態電解質）的角度來看，人們對材料模擬的期望越來越高。欲獲取全文鏈接，請與我們聯系。
展開 鋰離子電池的仿真模擬
1．用作陽極的石墨和非晶硅吸收和解吸鋰離子而引起的體積膨脹與收縮、彈性模量和電子態密度的變化。
2．評估用作陰極的LiCoO2的體積模量。
3．評估鋰離子在固體電解質 LiZr2(PO4)3 (LZP) 中的擴散系數。
4．評估溶解鋰鹽的溶劑的相對介電常數。
5．電極漿料涂覆
圖 1 固體電解質 LZP 結構（左）和不同溫度下擴散系數的 Arrhenius 圖（右）
圖 2：用于陽極的石墨（左）和吸附鋰的 LiC6（右）之間的電子態密度差異
隨著全固態電池的商業化快速發展，電動汽車電池的研究和開發正轉向探索更多材料的可能性。因此，從探索各種材料（包括所有固態電解質）的角度來看，人們對材料模擬的期望越來越高。欲獲取全文鏈接：www.anscos.com
展開 
顯示｜TCL華星攜多款全球首發產品亮相SID2021
另一款7.9”雙O-Cut OR4 OLED折疊屏是業內最小半徑(4毫米)外折手機，外觀超薄（單邊最薄3毫米），8毫米超薄機身，手機平板二合一，業內首發側曲面+折疊屏幕技術，獨創左右非對稱厚度設計（3毫米，5毫米），為整機系統預留更多空間。
臻美畫質、智慧互聯
TCL華星大尺寸TV、商顯屏
TCL華星在大尺寸TV、商顯領域的業務規模優勢持續擴大。2021年第一季度，TCL華星TV面板市場份額全球第二，55吋產品份額穩居全球第一，32吋、65吋和75吋產品份額全球第二。而在智慧商顯領域，交互白板出貨量全球第一，軌道交通、拼接屏等商用顯示產品市場份額快速提升。
全球首款基于IGZO技術的85吋8K 120Hz 1G1D高端液晶顯示屏。產品采用4mask IGZO背板技術，穿透率4.5%，對比度5000:1，相較同規格非晶硅產品分別提升8%和15%，此外，功耗相較同規格非晶硅產品降低30%，實現了極致高清和低功耗的完美融合。
75” 8K MLED星曜屏搭配了TCL華星自主研發的玻璃基主動式Mini-LED背光驅動技術，具有百萬級別超高對比度、高亮度、廣色域等特點，同時非晶硅主動式背光驅動方案可實現5184超高分區數，呈現更加真實的色彩和暗場細節，帶來高端的畫質體驗。
全球首款65”8K全面屏，產品擁有0.3毫米超窄邊框，屏占比高達99.9%，行業領先。搭配Mini-LED背光，實現超高色域，再加上整機超薄設計，兼顧極致畫質與外觀。
展開 JCMsuite應用：太陽能電池的抗反射惠更斯超表面模擬
在本應用中，一種定制的無序排列的高折射率介質亞微米量級的二氧化鈦(TiO2)圓盤作為標準異質結硅太陽能電池的抗反射惠更斯超表面在試驗中進行開發。無序陣列使用基于膠體自組裝的可伸縮自下而上的技術制造，該技術幾乎不考慮設備的材料或表面形態。我們觀察到，與采用優化的平坦抗反射ITO層的參考電池相比，反射率的寬頻帶降低導致短路電流相對改善5.1%。我們討論了在保持螺旋度的框架下超表面的光學性能，這可以通過調整其尺寸在特定波長下實現對一個孤立圓盤沿對稱軸的照明。
本工作中所考慮的太陽能電池結構示意圖。Rdiff和Rspec表示漫反射和鏡面反射部分。該圓盤是在異質結技術(HJT)后發射極太陽能電池上沉積的，其表面是用非晶硅(aSi)固有層和n+摻雜層鈍化的未拋光的平面硅片ITO薄膜既是減反射涂層(ARC)，也是正面觸點。
(左圖，中間圖)不同放大倍數的太陽能電池頂部圓盤的電子顯微圖。左邊的圖突出了單個圓盤的特性，而中間的SEM圖突出了樣本的一致性。(右圖)39 × 39 mm涂層太陽能電池的照片。
通過Born近似計算的圓盤圖案的反射率和單個圓盤的有限元模擬（本文討論的數值模擬是基于有限元方法(FEM)的軟件JCMsuite）。測量圓盤涂層樣品和調整平板的反射率ARC (50 nm厚度的ITO)的圓盤結構。一個標準的平面ARC參考(80 nm厚度的ITO)作為比較。
展開 溶液法制備低電壓及高性能非晶GaSnO薄膜晶體管
非晶InGaZnO薄膜晶體管雖然具有比非晶硅更好的器件性能，但因其In屬于稀有元素，且價格昂貴，制約了其大規模的工業應用。在此基礎上，科學家開發出了以Sn元素代替In的方式，有望解決這一成本問題。在前期的研究中，人們發現，Ga的存在使得薄膜的晶體質量下降，同時高溫退火處理也與目前柔性電子學不相容。
復旦大學材料科學與工程學院張群教授課題組以乙二醇單甲醚為溶劑，采用旋涂法制備了GaSnO半導體薄膜，研究了不同Ga摻雜含量和退火溫度條件下薄膜的晶體結構、光學性質、化學價態和表面形貌信息，同時研究了GaSnO薄膜晶體管的電學性質。
圖1 GaSnO TFT器件及其性能
作者采用高
k
值的Al2O3薄膜作為介質層，將上述優化好的GaSnO薄膜作為溝道層，制備了GaSnO/Al2O3薄膜晶體管。實驗研究發現，器件的性能得到了顯著的提升，工作電壓僅為
2?V，
最大場效應遷移率為
69?cm2?V?1?s?1，
閾值電壓為
0.67?V，
電流開關比為1.8×107。
溶液法制備的非晶GaSnO薄膜晶體管可能會促進高性能無銦TFT器件以及低功耗、低成本電子器件的開發。
該研究成果最近發表于Science China Materials, 2018, doi:10.1007/s40843-018-9380-8。
展開 光伏發電有什么好處？如何計算發電量？
2) 壽命長：晶體硅組件壽命通常在25年以上，非晶硅組件壽命通常在20年以上。
3) 維護費用低：建成后只需少量工作人員，對系統進行定期檢查和維護，相比較而言，常規發電站維護費用很大。
4) 天然能源：能源是取之不盡、用之不竭的太陽能，無需能源費用。
5) 無噪聲污染：整個系統無機械運動部件，不產生噪聲。
6) 模塊化：根據需要選擇系統容量，安裝靈活、方便，擴容很簡便。
7) 安全：系統內無易燃物品，安全性能高。
8) 自主供電：可離網運行，獨立供電，可不受公用電網的影響。
9) 分布式發電：可建設分散的光伏電站，減少對公用電網的影響及危害。
10) 高海拔性：在海拔高、日照強的地區，更能增加系統的輸出功率。（相比光伏發電高海拔地區，由于氣壓低，柴油發電機效率降低，輸出功率減少。）
光伏發電量的計算公式為：光伏發電量 = 光伏陣列的裝機容量 x 太陽輻射總量 x 光伏組件發電效率。其中，太陽輻射總量可根據具體地理位置和氣象數據來預估，光伏組件發電效率取決于光伏電池板的設計和質量。
在使用過程中定期計算光伏發電量，有助于評估和優化光伏發電系統的性能。但每次計算時人工去查詢氣象數據和結合各種數據，會浪費許多時間。此時可以借助光伏發電量計算工具，該工具集結了衛星遙感觀測、氣候學推算等技術，只需人工選擇區域、屋面類型，并輸入裝機容量，即可快速計算出發電量，供使用者參考。節省測算時間的同時，提高精準度。
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