一、 项目简介近年来，随着能源与环境问题的日益突出，地源热泵成为供热空调系统的新宠，各地争相建设。但是，一些地源热泵系统项目由于存在设计考虑不周、施工偷工减料及运行精细化不够等问题，出现了大量的项目运行不理想或失败的案例。尤其是，地源热泵（土壤源热泵）系统需要保持土壤的冷热平衡问题没有引起设计和运行人员的注意。北方地区，在全年的建筑用能上，常常出现用热量远大于用冷量的情况，在系统设计时需要考虑补助热源的设计，在运行过程中需要特别实时监测地下温度场的平衡。太阳能-地源热泵联合系统（HSGSHPS），由地源热泵系统（GSHPS）和太阳能辅助地源热泵系统（SAGSHPS）组成，可以为建筑供冷、供热及供热水，既解决了夏季空调能耗远低于冬季供热能耗建筑单纯使用地源热泵时出现的地温不平衡问题，同时最大限度利用可再生能源。具有如下优点：两个子系统热负荷分配灵活可调，适应负荷计算的不确定性；非供热季太阳能通过跨季节储存与土壤中，既减少了太阳能集热器的需求面积，又可以提高土壤温度，进而提高地源热泵机组COP；太阳能冬季直接供热效率高，提高整个系统供热的COP。本项目的特点是因地制宜根据建筑负荷需要和建筑所在地地质和太阳能资源情况，对供热空调系统进行优化设计，保证地源热泵系统的平稳运行并使系统初投资和运行成本最低。二、 项目技术成熟程度本项目技术已在小型别墅建筑和中型办公建筑进行示范运行，积累了大量的经验，基本达到成熟。三、 技术指标（包括鉴定、知识产权专利、获奖等情况）本项目依托国家科技支撑计划项目、天津市科技支撑计划项目和天津市科技计划重大项目完成，获得验收，现有发明专利一项：一种太阳能-地源热泵联合建筑供能系统（专利号：201110146044.1）。四、 市场前景（应用领域、市场分析等）目前，在新农村建设中，很多地区处于找不到热源的状态，城市集中供热不能到达，燃煤锅炉不允许新建，燃气锅炉供热运行费用太高且燃气气源紧张，传统的供热方式不能适应新农村建设，太阳能耦合地源热泵系统以可再生能源为热源，消耗部分电能可获得3-5倍热量为建筑供热，同时，可以实现建筑的制冷空调，室内舒适度高，运行费用低。本项目技术适用于农村小型建筑、别墅以及中型办公建筑或住宅，应用前景很好。五、 规模与投资需求（资金需求、场地规模、人员等需求）以260 m2的别墅建筑为例，建筑供热负荷约15 – 20 kW，供冷负荷约为18 – 25 kW，需配置一台地源热泵机组，太阳能集热器25 – 40 m2，室内布置风机盘管4 – 6台，室外钻孔4 – 5口，孔深110 m。 系统投资10 – 15万元， 系统供暖运行费用15 – 18 元/m2。以5000 m2的办公建筑为例，建筑热负荷约为260kW，冷负荷为360kW。室内末端采用风机盘管，采用地源热泵与太阳能跨季节储热辅助地源热泵系统耦合形式，系统总投资约为300万元，系统运行供暖费用8 – 10元/m2。六、 生产设备本项目所涉及的设备均可通过外购途径获得，企业无需投入相关生产设备。七、 效益分析采用合同能源管理形式为用户提供能源服务，或者为用户提供系统设计等形式，对该供热空调系统进行推广，比传统的集中供热节省运行费用30-50%。八、 合作方式专利转让、技术入股均可，面议。九、 项目具体联系人及联系方式（包括电子邮箱）联系人：王恩宇电话：1380217895Email: enyuwang@163.com十、 高清成果图片3-4张

成果来源于承担的国家“863计划”课题。该技术将光伏发电、太阳能集热、热泵供热技术有机结合，研发了一体化的高性能太阳能光伏/集热装置，收集热能的同时有效降低光伏组件温度，光电效率可相对提高10%；基于热泵技术对太阳能、空气热能进行高效捕集与复合利用，为建筑提供全年热水与采暖，能效比达4.0以上。 该技术具有自主知识产权(ZL 200810020840.9等多项发明专利)，实现了太阳能热电联供及与空气热能的多能互补，应用前景广阔。曾获江苏省技术发明二等奖。

对于空穴传输材料而言，最常见的小分子掺杂是双三氟甲烷磺酰亚胺锂和4-叔丁基吡啶。这两种掺杂的引入虽然可以提升性能，但是双三氟甲烷磺酰亚胺锂对于水较好的亲和力会使得器件的稳定性大幅下降。Solar RRL发表的成果中，许宗祥课题组找到了一种新型p型掺杂有机小分子Zn(C6F5)2来提高P3HT的载流子提取与传输性能，并进一步提升了其器件稳定性。

微生物燃料电池（MFCs）是利用微生物的新陈代谢氧化化学物质并释放电子，把化学能转化为电能的一种电化学装置。MFCs由于具有去污和产电双重功能，是一种“绿色”能源。其最具潜能的应用是污水处理，即利用微生物分解污水中的有机物，并将转化为可用的电能。且整处理过程不用曝气，可节省大量的耗能。目前，微生物燃料电池的发展和应用中最大的障碍是材料的成本和性能。 本研究利用低成本的天然木质纤维素为原料，采用直接碳化的方法来制备三维大孔碳材料作为微生物燃料电池的阳极材料，并取得突破性进展，。 相关系列研究结果2012年分别发表在Journal Material Chemistry, ChemSusChem 以及Energy & Environmental Science等国际权威杂志上。特别地，基于天然纤维制备的波纹层状三维碳阳极，阳极电流密度提高了10倍，达到了200 A m-2，该结果2012年已发表在能源环境领域顶级杂志Energy & Environmental Science上，影响因子9.61. 该研究成果制备的材料成本低，性能优异。该研究成果结合我们的阴极氧气还原催化剂的研究成果，以及后续的隔膜研究成果，将可微生物燃料电池的在污水处理中的规模化应用。

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本成果的基本原理是利用溶液除湿剂将湿空气进行除湿干燥，然后进入蒸发冷却器将空气等焓加湿，实现将空气与制冷工质-水的显热转化为湿空气潜热，达到降温要求。利用此基本原理可以构建不同用途模式的循环系统实现舒适度好的辐射供冷系统、空气品质高的热湿独立处理系统、蒸发冷冻技术等.

有机无机杂化钙钛矿以其光吸收系数高、载流子扩散距离长、制备方法简单、带隙连续可调等特性，被广泛认为是发展下一代光伏器件的理想材料。自2009年以来，仅仅历经10年的发展时间，钙钛矿太阳能电池的能量转化效率已经达到25.2%，发展速度为各类太阳能电池之最。但是，由于钙钛矿太阳能电池当前面临的热稳定性、长时间工作稳定性等问题，严重阻碍了其商业化应用发展。针对此问题，北京大学物理学院赵清教授课题组利用材料工程方法，设计提出了富溴钙钛矿籽晶诱导生长两步法，实现了钙钛矿薄膜中溴离子的高效掺杂，有效提高了钙钛矿太阳能电池的长时间工作稳定性。 通过在碘化铅薄膜中引入微米级富溴钙钛矿籽晶，一方面提供后续钙钛矿生长所需的成核位点、诱导薄膜生长、提高薄膜生长质量，另一方面为钙钛矿生长提供充足的溴元素，解决两步法中溴离子难以有效掺杂的问题。通过改变钙钛矿籽晶的添加量，可以实现对钙钛矿成核、晶粒大小、缺陷态密度等的精确调控，实现对最终钙钛矿成分与带隙的精准控制。测试表明，利用富溴钙钛矿籽晶诱导生长两步旋涂法制备得到的钙钛矿太阳能电池器件，其能量转化效率可以达到21.5%；更为重要的是，其长时间工作稳定性得到了显著提高，在AM1.5G太阳光下持续工作500小时后，仍然能保持超过80%的初始效率。这一成果远远超过传统两步法仅有的数小时稳定性。该研究表明，溴元素对钙钛矿材料长时间工作稳定性具有至关重要的作用，同时，提供了一条简单、高效、稳定的基于钙钛矿两步法的溴掺杂方法。此研究将为钙钛矿领域内卤素离子的均匀高效掺入、器件长时间工作稳定性的提高等问题提供了新的思路。相关研究结果发表于Advanced Energy Materials 9, 1902239 (2019),并被选为当期封底图片。北京大学博士生李琪为该研究论文的第一作者，赵清教授为通讯作者。以上研究得到了国家自然科学基金委、北京大学人工微结构和介观物理国家重点实验室、北京大学纳光电子前沿科学中心、量子物质科学协同创新中心等单位的支持。

清华大学电机系易陈谊课题组采用真空热蒸发镀膜与传统溶液法相结合的工艺制备高质量钙钛矿薄膜，突破了目前无甲胺铯甲脒铅卤钙钛矿（铯甲脒钙钛矿）太阳能电池效率的最高记录。