光电信息功能材料复习知识点

光电信息功能材料复习知识点1. 材料分类：物理功能材料，化学功能材料，生物功能材料，功能转换材料2. 功能材料：具有优良的光、电、磁、热、声学、力学、化学和生物学功能及其相互转化的功能，被用于非结构目的具有特定功能的材料。3. 现在是材料的功能设计时代4. 光电信息材料：指 ? 用于制造各种光电设备（主要包括各种主、被动光电传感器、光电转换器、光电显 ? 示、光信息处理和存储装置、光通信等）的材料5. 功能材料按照功能的显示过程可以分为一次功能材料和二次功能材料 （有能量形式变化）6. 薄膜制备方法：物理气相沉积 PVD，化学气相沉积 CVD，溶液镀膜法7. 溅射：直流，射频，磁控，离子束8. 离子镀：结合真空蒸镀和溅射的特点9. 新的 CVD： ? 金属有机化合物化学 ? 气相淀积（ MOCVD） ；等离 ? 子增强化学 ? 气相沉积（ PECVD) 10. 薄膜的生长模式可以归结为以下三种形式：岛状生长模式；层状生长模式；层岛复合生长模式（浸润性区别）11. 粉体材料制备方法： （ 1） 机械粉碎法 （ 2） 气体蒸发法 （ 3） 溶液法 （ 4） 激光合成法 （ 5）等离子体合成法（ 6）射线辐照合成法（ 7）溶胶 -凝胶法12. 纳米陶瓷的制备：制粉，成型，烧结13. 外光电效应：指物质受光照后而激发的电子逸出物质的表面，在外电场作用下形成真空中的光电子流。这种效应多发生于金属和金属氧化物14. 内光电效应：指受光照而激发的电子在物质内部参与导电，电子并不逸出光敏物质表面15. 内光电效应之光电导效应：半导体内部价带原子吸收光子的能量跃迁到导带，半导体内部载流子数目增多，电导率增加的效应16. 内光电效应之光生伏特效应：半导体吸收光子产生电子空穴对，并且在 PN 结内建电场的作用下形成光电压17. GaN 是的蓝光半导体激光器材料18. ZnSe是 ? 一种蓝绿光半导体激光器材料19. 红光半导体激光器材料主要有 InGaAlP和 InGaP/GaAsP等20. 光电子集成电路 OEIC：把光器件和电子器件都集成在同一基片上的集成电路21. 标准测试条件： AM1.5 地面太阳光谱辐照度分布光源辐照度： 1000W/m2 ，测试温度：25± 2° C 22. 暗电流 (ID)是指器件在反偏压条件下 ,没有入射光时产生的反向直流电流23. Rsh对光电流的影响较小，而对开路电压的影响较大24. Rs对开路电压的影响几乎没有，但对短路电流却有很大的影响25. 温度上升，硅电池的开路电压降低，短路电流增大26. 太阳光伏系统：一般我们将光伏系统分为独立系统、并 ? 网系统和混合系统27. Ge、 Si、 InP、 GaAs 的禁带宽度在室温下分别为 0.66eV、 1.12 eV、 1.35eV、 1.42 eV 28. 硅料制备：改良西门子法；硅烷法——硅烷热分解法；流化床法29. 多晶硅是生产单晶硅的直接原料。被称为“微电子大厦的基石”30. 实现多晶硅定向凝固生长的四种方法：布里曼法? 热交换法? 电磁铸锭法? 浇铸法31. 单晶硅制备：单晶硅的制法通常是先制得多晶硅或无定形硅，然后用直拉法（ CZ）或悬浮区熔法（ FZ）从熔体中生长出棒状单晶硅32. 多晶硅与单晶硅的差异：主要表现在物理性质方面，在力学性质、光学性质和热学性质的各向异性方面，远不如单晶硅明显；在电学性质方面，多晶硅晶体的导电性也远不如单晶硅显著，甚至于几乎没有导电性；在化学活性方面，两者的差异极小33. 硅基太阳能电池结构：34. HIT 太 阳 能 电 池 ： HIT 太 阳 能 电 池 是 采 用 HIT 结 构 的 硅 太 阳 能 电 池 ， 所 谓HIT(Heterojunction with intrinsicThin layer) 结构就是在 P 型氢化非晶硅和 n 型氢化非晶硅与 n 型硅衬底之间增加一层非掺杂 (本征 )氢化非晶硅薄膜，采取该工艺措施后，改变了PN 结的性能。全部工艺可以在 200℃以下实现。35. 非晶硅薄膜中掺氢，使得悬挂键被氢化，降低了材料的缺陷体密度，可以实现半导体 n型或者 p 型掺杂36. 薄膜太阳能电池： 非晶硅太阳能电池； CIGS薄膜太阳能电池； CdTe薄膜太阳能电池； 染料敏化太阳能电池；有机薄膜太阳能电池37. CIGS：以铜铟镓硒为吸光层的高效太阳能薄膜电池，是目前综合性能最好的薄膜太阳能电池38. CdTe结构39. 太阳能电池的三大问题：成本；效率；稳定性40. 介观：介于宏观与微观之间的种体系41. 介观尺度就是指介于宏观和微观之间的尺度， 一般认为它的尺度在纳 ? 米和毫 ? 米之间42. 介观太阳能电池：具有介观结构的太阳能电池，总称为介观太阳能电池43. DSSCs结构： （纳米晶层是 TiO2 薄膜）44. 影响电池光电转化效率的因素：光敏染料的光吸收性能；电子的注入，光敏材料与纳米微晶半导体材料的能级的匹配；电子的收集效率，电子在薄膜中的扩散性能45. DSSC的器件组装：第一步：二氧化钛膜的制备；第二步：利用染料把二氧化钛膜着色；第三步：对电极的制备；第四步：注入电解质46. DSSCs的特点： 转换效率随温度上升而提升； 受光强影响较小； Roll-to Roll 制造技术；装饰功能（色彩丰富） ；质量轻、便于携带47. DSSCs与半导体 PN 结电池工作原理的区别48. 钙钛矿太阳能电池：以钙钛矿型有机铅碘化合物为吸光材料的薄膜太阳能电池，是继染料敏化、量子点敏化之后的又一基于纳米 TiO2 的新型太阳能电池49. 钙钛矿电池结构：50. 有机太阳能电池：基于有机半导体（有机化合物）的太阳能电池51. 有机光电材料合成方法： Heck 反应； Suzuki偶联反应； Stille 偶联反应52. 有机半导体光电子器件的优点：重量轻、柔性、制备工艺简单、低成本53. 有机半导体器件： 有机电致发光 OLED； 有机太阳能电池 OPV； 有机场效应晶体管； 有机光探测器54. 有机太阳能电池结构：55. 基底材料：玻璃；柔性塑料基底（ PET， PEN， PES）56. 透明电极材料 ：氧化铟锡 (ITO，或者掺锡氧化铟 )是一种铟（ III 族）氧化物 (In2O3) and 锡（ IV 族）氧化物 (SnO2)的混合物，通常质量比为 90% In2O3， 10% SnO2。它在薄膜状时，为透明无色。在块状态时，它呈黄偏灰色57. 透明电极材料： PEDOT:PSS； Ag 纳米线；石墨烯58. FTO玻璃 ：是掺杂氟的 SnO2 透明导电玻璃（都是镀导电膜到普通玻璃上）59. 高功函数修饰材料：导体或半导体 PEDOT:PSS， Au， Pt；绝缘体为掺氟化合物60. 低功函数修饰材料： Ca、 Mg、 ZnO、 TiO2； PEIE,PEI 61. 光活性层 /光吸收层：受体 PCBM，给体 MDMO ： PPV 62. 光致发光：在外界光源照射下，物体从中获得能量，产生激发导致发光的现象63. 日光灯：由一个内壁涂有发光粉的玻璃管内充有汞蒸气和氩气构成。通电后，汞原子受到灯丝发出电子的轰击， 被激发到较高能态。 当它返回到基态时便发出波长为 254nm 和185nm 的紫外光，涂在灯管内壁的发光粉受到这种光辐照，就随之发出白光。64. 等离子体显示： 利用惰性气体（ Ne、 He、 Xe 等） 在一定电压的作用下产生气体放电 （紫外光） ，形成等离子体，发射真空紫外线进而激发三基色光致发光荧光粉而发射可见光的一种主动发光型平板显示65. 磷光和荧光 （自发辐射） ：持续时间差别66. 荧光：激发和发射两个过程之间的间隙极短，约为 <10-8 秒。只要光源一离开，荧光就会消失67. 磷光：在激发源离开后，发光还会持续较长的时间68. 电致发光的两种形式：注入式发光，正向偏置的 p-n 结（ LED） ；碰撞的电离激发69. 有机电致发光材料有无机材料无法比拟的优点：广泛的可选择性、优良的机械性能、可与集成电路相匹配的低直流驱动、 高亮度和高发光效率等有机电致发光材料还可提供各种不同色调的发光 ,包括无机材料很难得到的蓝光70. 阴极射线致发光 : 阴极射线或高能电子束 （电子的能量： 1e3-1e4 电子伏特） 入射到发光材料 （荧光和磷光材料） 表面， 大部分都可进入材料内部。 产生速度越来越低的 “次级”电子，直到发光体中出现大量的能量在几电子伏到十几电子伏的低速电子。这些低能量的电子离化或激发发光中心引起的发光。 CRT电视、 CRT显示器71. 主动显示： LED/OLED； PDP； CRT 72. 被动显示： LCD 73. 电视使用的三色荧光材料74. 某些结晶熔化时，要经过一种兼有液体和晶体的部分性质的流体的过渡状态。物质的这种既有液体的流动性，又具有晶体的分子排列整齐、各向异性的状态，叫做物质的液晶态75. 液晶电视是在液晶板后有一个常亮的背板提供背光， 并利用液晶在加电后会改变分子排列顺序的特性，控制背光的通过，再将通过的光投射到一个红绿蓝的滤光板上，实现成像76. 力敏传感材料指在外力作用下，电学性质会发生明显变化的材料，分为 应变电阻材料 、压阻材料 和 压电材料77. 应变电阻材料是具有 电阻 -应变效应 的材料。 指金属导体的电阻在导体受力产生变形 （伸长或缩短）时发生变化的物理现象78. 压阻效应 指当半导体受到机械力作用时，由于载流子迁移率的变化，使其电阻率发生变化的现象。 机械力作用——晶格间距变化——禁带宽度变化——载流子相对能量改变——电阻率变化79. 压电效应 指某些电介质，在一定方向上受到外力作用而变形时，内部会产生极化现象，同时在其表面上会产生电荷。当外力去掉后，又重新回到不带电状态的现象。具有压电效应的电介物质称为压电材料，有酒石酸钾钠，钛酸钡，电气石80. 顺压电效应：机械能——电 能；逆压电效应：电 能——机械能81. 热敏传感材料是指对温度变化具有灵敏响应的材料， 主要是指电阻值随温度显著变化的半导体热敏电阻陶瓷82. PTC是指在某一温度下电阻急剧增加、具有正温度系数的热敏电阻现象或材料，可专门用作恒定温度传感器； NTC是指随温度上升电阻呈指数关系减小、具有负温度系数的热敏电阻现象和材料83. 光敏传感器通常是指对紫外光到红外光敏感，并能将光能转化成电信号的器件。其工作原理是基于一些物质的光电导效应84. 磁敏传感材料指对磁场敏感并具有电磁效应的一类传感材料，包括半导体磁敏电阻、霍尔传感器、强磁性薄膜磁敏电阻和磁敏晶体管等85. 气敏电阻传感器就是一种将检测到的气体的成分和浓度转换为电信号的传感器， 利用气体的吸附而使半导体本身的电导率发生变化这一机理来进行检测的86. 湿敏传感材料指电阻值随环境湿度的增加而显著增大或减小的一类材料， 包括半导体陶瓷湿敏材料、高分子湿敏材料等87. 半导体湿敏材料有 ZnO-LiO2-V2O5系、 Si-Na2O-V2O5系、 TiO2-MgO-Cr2O3 系、 Fe3O4 等88. 压敏材料一般被制成压敏电阻使用， ZnO 压敏材料 ，灭火花、过电压保护用的 ZnO 避雷器、 卫星地面接收站高压稳压用的 ZnO 压敏变阻器、 电视机显像管保护用的 ZnO高频压敏变阻器、录音机消噪声用 ZnO 低压环形压敏变阻器等，都要用到 ZnO 压敏材料； SiC压敏材料 优点是热稳定性和耐高压性能好； BaTiO3 基压敏材料89. 按照光盘系统的读写能力，常用的光存储器件可分为三类：只读型、 ? 次写入型、可重写型90. 蓝光光盘使用的蓝光比红光波长更短，读取精度更好，加上更小的轨距，蓝光光盘的容量是 DVD 的 5 倍以上；安全加密系统防止盗版；防止出现双折射，避免出现可读性问题；蓝光光盘只需要在一个 1.1 毫米的盘片上执行注塑成型工艺，减少成本，读取速度快徐 豪 骏2015.5.27