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离子束表面再造车间展示

离子束表面再造车间展示
一、改变表面原子溅射额

离子束溅射形成锥体化结构再造表面的溅射额,随着锥体演变和轮廓稳定过程也将变化和稳定下来。根据表面锥体群落的分布和锥体特征的不同,结构再造表面的溅射额可比原来表面或是提高或是减小。当离子束以大角度入射属于针型特征的结构再造表面时,因呈现高反射率会使溅射额下降,加之从这些针型体侧表面溅射的原子通量集中射向特征的底部,使这种结构再造表面对溅射原子又具有很高的俘获率,有效地降低了表面的溅射速率。与其相反,在某些情况下会出现溅射速率提高的效果。

二、 改善表面光学性质

离子束结构再造表面对太阳光的选择吸收能力比普通机械抛光或研磨表面优越得多。采用离子束溅射和散播杂质Al制成的结构再造Si表面,可以产生直径和高度分别为0.1μm和1μm的柱形微结构特征,显示出极好的太阳光选择吸收特性离子束制取锥形特征的Si表面比机械抛光和研磨Si表面的光反射率小得多。

离子束结构再造表面不仅具有极低的反射率,而且改善了光激发电荷的收集效率,有利于在二极管结处积累电荷,从而改善转变电压的稳定性,使得太阳能电池从吸收光到转变为电的输出效率更高。

三、 离子束表面结构再造引起固态结合

采用具有一定能量的惰性气体离子束在真空环境中溅射清洗金属表面,然后将2个经溅射而活化的偶面贴在一起,并施加足够压力,使得偶面间达到极其,产生冷焊效果的结合。在典型的离子束工作条件下(真空压强10-4Pa以下,离子能量和束流密度分别为1000eV和1mA/cm2),受离子轰击Al表面的每个原子位置每秒钟受轰击4次,每秒可溅射去除几个Al原子层,表明短时间内即可十分彻底地清洗和活化表面。通过热电偶监测离子束轰击Al表面的温度,确定0.127mm厚的Al箔接受功率密度为1W/cm2的离子束轰击所达到的最高温度为180℃。
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