机械工程学报
機械工程學報
궤계공정학보
CHINESE JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING
2013年
23期
182-190
,共9页
谢晋%李萍%吴可可%裴晓斌%刘亚俊%谢海璠
謝晉%李萍%吳可可%裴曉斌%劉亞俊%謝海璠
사진%리평%오가가%배효빈%류아준%사해번
微磨削%微结构表面%太阳能电池%湿润性%油泵
微磨削%微結構錶麵%太暘能電池%濕潤性%油泵
미마삭%미결구표면%태양능전지%습윤성%유빙
Micro-grinding%Micro-structured surface%Solar cell%Wetting%Oil pump
针对单晶硅、光学玻璃等硬脆性材料的微结构形状精度难控制的问题,开发出微磨削技术.它是利用金刚石砂轮微细尖端,控制尖端形状及其表面的微磨粒出刃形貌,在硬脆性材料表面加工出微沟槽结构阵列.为了探索其功能特性,微磨削结构表面分别被用于薄膜太阳能电池、单晶硅芯片和石墨叶片的基板表面,然后测试和分析其光伏特性、湿润性和油泵效率.加工结果表明,微磨削技术可以加工出高精度且光滑的微结构表面.应用发现,微透镜结构的薄膜电池可在弱光散光下产生较高的转化效率和填充因子,可以在无太阳照射下发电.当硅晶片表面被加工出微沟槽结构时,较大深度会导致较大的液滴接触角,而且,微沟槽结构梯度表面会产生前后接触角差,可用于控制液滴的微运动.在油泵中,当叶片微结构深度从500 μm开始减小到100 μm时,油泵的工作效率会逐渐增大,最后大于传统油泵的工作效率.因此,高精度且光滑的微结构表面可以产生更高附加值的功能特性.
針對單晶硅、光學玻璃等硬脆性材料的微結構形狀精度難控製的問題,開髮齣微磨削技術.它是利用金剛石砂輪微細尖耑,控製尖耑形狀及其錶麵的微磨粒齣刃形貌,在硬脆性材料錶麵加工齣微溝槽結構陣列.為瞭探索其功能特性,微磨削結構錶麵分彆被用于薄膜太暘能電池、單晶硅芯片和石墨葉片的基闆錶麵,然後測試和分析其光伏特性、濕潤性和油泵效率.加工結果錶明,微磨削技術可以加工齣高精度且光滑的微結構錶麵.應用髮現,微透鏡結構的薄膜電池可在弱光散光下產生較高的轉化效率和填充因子,可以在無太暘照射下髮電.噹硅晶片錶麵被加工齣微溝槽結構時,較大深度會導緻較大的液滴接觸角,而且,微溝槽結構梯度錶麵會產生前後接觸角差,可用于控製液滴的微運動.在油泵中,噹葉片微結構深度從500 μm開始減小到100 μm時,油泵的工作效率會逐漸增大,最後大于傳統油泵的工作效率.因此,高精度且光滑的微結構錶麵可以產生更高附加值的功能特性.
침대단정규、광학파리등경취성재료적미결구형상정도난공제적문제,개발출미마삭기술.타시이용금강석사륜미세첨단,공제첨단형상급기표면적미마립출인형모,재경취성재료표면가공출미구조결구진렬.위료탐색기공능특성,미마삭결구표면분별피용우박막태양능전지、단정규심편화석묵협편적기판표면,연후측시화분석기광복특성、습윤성화유빙효솔.가공결과표명,미마삭기술가이가공출고정도차광활적미결구표면.응용발현,미투경결구적박막전지가재약광산광하산생교고적전화효솔화전충인자,가이재무태양조사하발전.당규정편표면피가공출미구조결구시,교대심도회도치교대적액적접촉각,이차,미구조결구제도표면회산생전후접촉각차,가용우공제액적적미운동.재유빙중,당협편미결구심도종500 μm개시감소도100 μm시,유빙적공작효솔회축점증대,최후대우전통유빙적공작효솔.인차,고정도차광활적미결구표면가이산생경고부가치적공능특성.
