针对目前轨道交通市场上的一些以人工智能为主的地铁车辆列检产品在车辆变速时检测精度不高的问题，提出一种基于计算机视觉的地铁测速方法。首先，通过图像透视变换获取校正后的地铁图像，在校正后的图像基础上，利用深度学习目标检测方法定位车身区域。其次，对相邻两帧图像定位到的车身区域进行特征点检测，并采用区域最强特征点匹配方法获取匹配点对。然后，根据匹配点对计算出地铁移动的平均像素距离，结合像素尺寸换算出实际移动距离，再通过已知的相邻两帧图像时间差即可获取当前地铁实时速度。最后，根据实时检测的速度信息实时调整线扫相机行频，尽可能减少地铁车辆变速或者停车时产生的图像畸变，进一步提高地铁列检产品在车辆变速时的检测精度。在上海地铁17号线朱家角站的实际测试结果表明，由该技术获取的地铁车辆线扫图像不会因车速的变化而产生明显畸变，而且测速频率高，测试误差在1.2 km/h以内。

为了在硅中掺入过饱和的过渡金属杂质, 采用自行设计的线形大功率Nd∶YAG激光辐照表面溅射钛的硅片, 对辐照后样品进行了俄歇电子能谱测试, 利用2维热力学模型, 对连续激光扫描的过程进行了热力学模拟。结果表明, 硅中的钛掺杂浓度远高于钛在硅中的固溶度, 钛的最高浓度在表面下方一定距离处; 硅片中的最高温度并不在硅的表面, 温度分布导致了钛的分布不在表面; 模拟结果与实验结果吻合得较好。线形连续激光能够通过对材料表面扫描辐照的方式进行加工, 实现过饱和掺杂。

通过仿真优化探测器的结构参数和性能, 设计了基于0.25 μm标准BCD (Biplor,CMOS and DMOS)工艺的大面积多叉指状PIN光电探测器.选择已优化的大面积光电探测器用于和跨阻放大器以及后端放大器单片集成, 采用0.25 μm BCD工艺实现了一个用于650 nm塑料光纤通信的单片集成光接收芯片.结果表明: 多叉指状PIN光电探测器对650 nm入射光的响应度提高至0.260 A/W, 其结电容降低至4.39 pF.对于650 nm的入射光, 在速率250 Mb/s、误码率小于10-9的条件下, 光接收芯片的灵敏度为-23.3 dBm, 并得到清晰的眼图.该光电探测器可用于宽带接入网中的高速塑料光纤通信系统的光接收芯片中.

基于0.5 μm标准Biplor、互补金属氧化物半导体和双扩散金属氧化物工艺设计了两种不同结构不同尺寸的光电探测器，包括传统的P+/N-EPI/BN+结构光电探测器和多叉指P+/N-EPI/BN+结构的光电探测器.通过仿真优化设计了光电探测器的结构参量和性能，测试结果表明：多叉指状P+/N-EPI/BN+光电探测器能够改善650 nm的响应度以及降低结电容.选择该结构大面积P+/N-EPI/BN+光电探测器用于和跨阻放大器以及后端放大器的单片集成，采用0.5 μm标准Biplor、 互补金属氧化物半导体和双扩散金属氧化物工艺实现了一个用于650 nm塑料光纤通信的单片集成光接收芯片.该光接收芯片的测试结果表明：对650 nm的入射光，在160 Mb/s速率的伪随机二进制序列以及小于10－9的误码率条件下，光接收芯片的灵敏度为－15 dBm，并能得到清晰的眼图.因此，本文设计的光电探测器可以很好地应用于宽带接入网中的高速塑料光纤通信系统的光接收芯片中.

研究了光电探测器(PD)的结构、性能以及后续放大电路, 实现了塑料光纤通信的高速单片集成光接收芯片。首先, 根据工艺流程和参数, 采用器件模拟软件对PD结构进行了建模, 并对其光谱响应度和结电容进行了理论推导及仿真。基于Cadence/spectre软件和仿真得到的PD参数对由跨阻放大器、限幅放大器和输出缓冲电路组成的后续放大电路进行了协同设计。采用0.5 μm BCD(Bipolar, CMOS and DMOS)工艺对单个PD以及PD和后续放大电路单片集成电路进行了流片、封装和测试。结果表明: PD的光谱响应曲线的峰值波长和仿真结果较一致, 约为700 nm, PD结构更适合短波长探测; PD的结电容随着反向电压的增大而减小, 结电容越大, 光接收芯片的带宽越小; 对于650 nm的入射光, 在小于10-9的误码率条件下, 光接收机的灵敏度为-14 dBm; 最后得到了150 Mb/s速率的清晰眼图。实验结果显示, 设计的高速单片集成光接收机可以应用于百兆速率光纤入户通信系统。

通过沉积SiNx薄膜和H2退火表面处理工艺对低成本多晶硅太阳电池进行了处理, 对表面处理前后的电池效率进行了对比测试, 详细地研究了这两种表面处理工艺对电池的短路电流、开路电压、填充因子和转换效率的影响。实验发现, 沉积了SiNx薄膜的低成本多晶硅太阳电池的效率在原有基础上提高了1.8%左右; 而经过H2退火后的电池效率则出现了效率衰减。与此同时, 对成本相对高的太阳能级多晶硅电池也进行了H2退火, 与低成本多晶硅电池相比, 其效率增加明显, 与低成本太阳电池呈现了相反的现象。最后分析了两种表面处理工艺对电池性能造成影响的原因。

研究了冶金法n型多晶硅片磷吸杂、硼吸杂效果及其机理。研究发现, 经1000℃/4h磷吸杂后, 硅片平均少子寿命从1.21μs 提高到11.98μs; 经950℃/1h硼吸杂后, 平均少子寿命从1.52μs提升到10.74μs。两种吸杂处理后, 硅片电阻率从0.2Ω·cm提高到0.5Ω·cm。结果表明, 两种吸杂工艺使得硅片表面形成的重磷、重硼扩散层对金属杂质有较好的吸杂作用, 从而减少载流子的复合中心, 改善多晶硅片的性能。

提出一种在Matlab/GUI环境下设计的晶体硅太阳电池数值模拟软件，通过光生少数载流子连续性方程建立了单晶硅N+/P/P+结构太阳电池的物理模型。通过引进有效迁移率和有效少子扩散长度概念，并考虑多晶硅中晶界复合后，实现了对单晶硅、柱状多晶硅太阳电池的开路电压、短路电流、填充因子、转化效率、串并联电阻等电池性能的参数指标的数值模拟。程序模拟结果通过数值和图形两种方式输出，模拟结果与实验结果接近，能够为晶体硅太阳电池的设计与制备起到较好的指导作用。本程序对于以N型材料为衬底的晶体硅太阳电池同样适用。

采用化学腐蚀液织构了经磷吸杂处理后的多晶硅片。利用SEM分析了化学腐蚀后多晶硅表面形态，并通过反射谱测试分析了多晶硅片表面的陷光效果。实验结果表明：经酸腐蚀后的样品表面分布着均一的“蚯蚓状”的腐蚀坑，且反射率较低。在400~1000nm波长范围内，反射率可达22.75%；生长了SiNx薄膜后，反射率减小至8.33%，比原始硅片的反射率低20.96%。