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快速响应的水凝胶薄膜光学传感技术
本技术是利用智能水凝胶的刺激响应性，结合Fabry-Perot薄膜干涉现象提出的新型光学传感方法。本技术使用的水凝胶薄膜厚度仅数微米，因此具有响应速度快速的特点。可检测的项目包括温度、pH值、葡萄糖等。可与光纤传感技术相结合，实现远程传感。
南开大学
2021-04-14
硅基薄膜太阳能电池制备技术
本项目采用隧道结技术实现叠层太阳能电池的制备，扩展电池的光谱收集范围，提高电池的转换效率。
一、项目分类
关键核心技术突破
二、成果简介
太阳能是大自然赐予人类最清洁，最丰富的能源资源，目前商用的太阳能电池以晶体硅电池为主，由于晶体硅消耗硅料较多，近年来人们一直致力于开发硅薄膜电池。非晶硅薄膜电池已经实现了商业化生产并有了一定的市场份额，但它仍存在不足之处，包括光致衰减效应和转换效率不高(约6％)等。本项目在国家863计划课题(2006AA03Z219)支持下，开展了以多晶硅薄膜、微晶硅薄膜和纳米晶薄膜的制备和相关材料的单结与叠层硅基太阳能电池关键技术研究，已经申请发明专利5项，发表科研论文20余篇。
三、创新点以及主要技术指标
1.利用LPCVD方法和自扩散技术生长多晶硅p-n结，结合层转移技术制备多晶硅薄膜太阳能电池；
2．采用金属诱导晶化和快速热处理技术实现优质多晶硅薄膜的制备并在低温下制备太阳能电池；
3.在PECVD和HWCVD生长硅薄膜时，通过生长温度，气体流量，氢气稀释比，腔室气压等参数实现微晶硅或者纳米晶薄膜的生长；
4.采用双层膜技术减小表面处入射光的反射并实现表面钝化，提高入射光的收集率和少数载流子寿命；
5.采用高低结结构增加光生载流子的收集效率；
6.采用隧道结技术实现叠层太阳能电池的制备，扩展电池的光谱收集范围，提高电池的转换效率。
四、知识产权及获奖
国家863项目(2006AA03Z219)
南京航空航天大学
2022-08-12
适用于绿色建筑的智能控温薄膜
通过对建筑物窗体的研究，自主研发出一种能够智能控制调节温度的VO2智能控温薄膜及其镀膜玻璃，是一种可以响应温度改变自身结构和光学性能的材料，可以使得窗体对太阳光辐射的反射率和透射率随外界温度的改变而发生变化，在可见光保持一定透过率（>50%）的前提下，使得夏天进入房间的太阳辐射少，冬天进入房间的太阳辐射多，从而保证房间舒适度的同时降低室内制冷采暖能耗。
一、项目进展
创意计划阶段
二、负责人及成员
姓名
学院/所学专业
入学/毕业时间
宋炳坷
材料/微电子学与固体电子学
2016/2019
赵起
材料/微电子学与固体电子学
2016、2018
刘帅
管理/企业管理
2016/2019
徐志龙
材料/材料学
2017/2020
王子璇
材料/集成电路工程
2017/2020
肖智戈
管理/管理科学与工程
2017/2020
范炜
材料/材料学
2017/2020
三、指导教师
姓名
学院/所学专业
职务/职称
研究方向
高彦峰
材料/材料学
研究员
材料学
四、项目简介
通过对建筑物窗体的研究，自主研发出一种能够智能控制调节温度的VO2智能控温薄膜及其镀膜玻璃，是一种可以响应温度改变自身结构和光学性能的材料，可以使得窗体对太阳光辐射的反射率和透射率随外界温度的改变而发生变化，在可见光保持一定透过率（>50%）的前提下，使得夏天进入房间的太阳辐射少，冬天进入房间的太阳辐射多，从而保证房间舒适度的同时降低室内制冷采暖能耗。该产品设计着眼于当前最先进的技术，立足于建筑节能材料研究前沿，以本团队关键技术作为支撑，目前团队制备的VO2基智能窗相关技术指标均处于世界领先地位。由于产品绿色友好，环保节能，适用于温带和热带绝大部分地区的建筑建造以及城市基础建筑节能改造，因此具有可观的应用前景和积极的社会意义。
上海大学
2022-08-12
光学反射模型与微波散射模型协同的森林生物量反演方法
本发明提供一种光学反射模型与微波散射模型协同的森林生物量反演方法，包括 1)通过对比光学 与微波辐射传输模型的异同，构建光学与微波辐射传输协同模型;2)基于单木生长模型、光学与微波 辐射传输协同模型，构建森林的光学二向反射和微波后向散射特征数据库及相应的森林地上生物量参数 库;3)基于光学与微波协同模拟数据库，分别构建生物量反演的单源光学模型与单源微波模型;4)通 过光学与微波关键因子的敏感性分析，确定协同模型中光学与微波数据各自所占权重，从而构建 AGB 反演的光学微波协同模型。本发明将光学遥感数据与微波遥感数据相结合，充分发挥两者反演生物量的 优势，有效提高了森林地上生物量的定量反演精度。
武汉大学
2021-04-13
反射式空间光调制器FSLM-2K39-P02
西安中科微星光电科技有限公司
2022-06-27
反射式空间光调制器FSLM-4K70-P02
西安中科微星光电科技有限公司
2022-06-27
中国区域高分辨率气象驱动数据集
清华大学地球系统科学系阳坤教授课题组在《科学数据》（Scientific Data）上发表题为“The first high-resolution meteorological forcing dataset for land process studies over China”的研究成果，发布了过去十年间阳坤团队开发的一套服务于陆面、水文、生态等地表过程模型的中国高时空分辨率气象数据集。该数据采用严格的数据质量控制，统一的站点数据、卫星数据和再分析数据的融合方法，避免了不同学者对同一研究区域气象数据的重复处理。近地面气象数据是地表模型的主要驱动。自2004年美国国家航空航天局（NASA）发布全球陆面数据同化（GLDAS）气象数据以来，北美、欧洲等区域高分辨率气象驱动数据集也不断涌现。阳坤教授团队自2008年起利用中国气象局数据共享的契机，开始了中国区域高分辨率气象驱动数据集的开发，建立了气象数据的预处理系统和融合系统，完成了首套相对稳定可靠的长时间序列数据产品。该数据集覆盖了中国陆地区域，时间跨度为40年（1979-2018），空间分辨率0.1度，时间分辨率3小时，包括了近地面气温、气压、比湿、全风速、向下短波辐射通量、向下长波辐射通量、降水率等 7 个变量。基于独立站点数据的评估表明，该数据集较国际上广泛使用的 GLDAS 数据集具有更高精度。目前，该中国区域高分辨率气象驱动数据集已发布在国家青藏高原科学数据中心，可免费获取。原文链接：https://www.nature.com/articles/s41597-020-0369-y数据网址：https://doi.org/10.11888/AtmosphericPhysics.tpe.249369.file
清华大学
2021-04-10
一种温致透光率可逆变化材料
房屋的冬暖夏凉是人类自古以来追求的梦想，本发明提供一种可以使建筑物窗户透 光率温致可逆变化的材料。该材料在低温时为无色透明液体，在高温时可转变为白色不 透明液体，且温度在转变温度上下变化时，该液体在无色透明和白色不透明状态之间可 逆变化。 本发明材料可用于建筑窗户、温室暖棚、车船飞机等方面。冬季在建筑上与选择性 吸收材料配合使用，可在不影响其冬季制热的同时，在夏季可使过热现象大大缓解，从 而使该组合材料成为寒冷地区用智能调温材料，适合创造建筑热舒适环境，具有节约矿 物能源、减少环境污染的作用，具有较大的经济和社会效益。
同济大学
2021-04-11
超高迁移率二维半导体BOX
首次发现一类同时具有超高电子迁移率、合适带隙、环境稳定和可批量制备特点的全新二维半导体(硒氧化铋，Bi2O2Se)，在场效应晶体管器件和量子输运方面展现出优异性能。彭海琳课题组基于前期对拓扑绝缘体（Bi2Se3，Bi2Te3）等二维量子材料的系统研究，提出用轻元素部分取代拓扑绝缘体中的重元素，以降低重元素的自旋-轨道耦合等相对论效应，进而调控其能带结构，消除金属性拓扑表面态，获得高迁移率二维半导体。经过材料的理性设计和数年的实验探索，发现了一类全新的超高迁移率半导体型层状氧化物材料Bi2O2Se，并利用化学气相沉积(CVD)法制备了高稳定性的二维Bi2O2Se晶体。基于理论计算和电学输运实验测量，证明Bi2O2Se材料具有合适带隙（~0.8 eV）、极小的电子有效质量(~0.14 m0)和超高的电子迁移率。系统的输运测量表明：CVD制备的Bi2O2Se二维晶体在未封装时的低温霍尔迁移率可高于20000 cm2/V·s，展示了显著的SdH量子振荡行为；标准的Bi2O2Se顶栅场效应晶体管展现了很高的室温表观场效应迁移率（~2000 cm2/V·s）和霍尔迁移率（~450 cm2/V·s）、很大的电流开关比（>106）以及理想的器件亚阈值摆幅（~65 mV/dec）。二维Bi2O2Se这些优异性能和综合指标已经超过了已有的一维和二维材料体系。Bi2O2Se这种高迁移率半导体特性还可能拓展到其他铋氧硫族材料（BOX：Bi2O2S、Bi2O2Se、Bi2O2Te）。
北京大学
2021-04-11
光纤用低折射率光固化涂料的制备
传能光纤涂料是涂覆在低羟基石英光纤上的低折射率涂料。当石英预制棒拉丝到一定直径时，在石英光纤表面涂覆这种低折射率涂料，使传能光纤达到较高的数值孔径，并赋予石英光纤一定的机械强度和良好的光学性能，用于保护其不受外界环境影响，稳定长距离传输能量。目前国内尚未成功开发和应用此类涂料，全部依赖于进口，且价格昂贵。 本项目研究的低折射率光固化涂料采用含氟和硅材料经过特殊工艺制备而成，折射率低于1.40，完全满足长距离传能需求，每公里损耗小于6db。
南京工业大学
2021-04-13