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面向应用的高效有机太阳能电池关键材料与器件制备研究
项目成果/简介:作为一种新的太阳能电池电池技术，有机太阳能电池具有低成本、柔性、半透明、可大面积溶液印刷等优点；在应用方面，可与当前基于硅等的无机太阳能电池形成优势互补。特别指出的是，与钙钛矿太阳能电池相比，有机太阳能电池还具有环境友好的优点，在使用过程中以及使用后处理方面不会产生重金属污染，其所使用的少量有机材料都是可降解的有机染料类化合物。效率、成本和稳定性是所以太阳能电池能否应用的关键要素。有机太阳能的效率目前和其它最好的太阳能电池之间的差距正在迅速缩小，目前我们实验室已经获得超过 1515%的效率，是有机太阳能电池领域世界最高效率；成本方面，OPV具有巨大优势，有机材料分子结构多样性，成本低廉；寿命方面，因成本低廉，产业界对有机太阳能电池寿命的要求不如无机太阳能电池，10 年左右的寿命可以完全满足商业化应用，已有研究表明，OPV 寿命达到 5-7 年没有问题，随着研究深入，提高的 10 年以上会很快实现。 本项目围绕有机太阳能电池的关键材料开展系统研究，1）提出了新的材料设计理念，发展了系列具有独立自主知识产权的活性层材料；2）发展了成熟的高效率有机太阳能电池制备工艺技术，制备了系列高效率有机太阳能电池光伏器件，不断刷新领域内最高太阳能电池光电转化效率；3）制备了低成本、可溶液印刷柔性的透明电极，应用于有机太阳能电池，获得了与目前常规透明电极，如 ITO，完全相当性能。应用范围:目前有机太阳能电池正处在从实验室走向实际应用的黎明阶段，因其优点和特点，在可穿戴设备、建筑一体化等领域将会产生巨大的需求市场。当前国内外多家实验室已开展完全面向实际应用的研究开发，随着研究的不断深入，有机太阳能电池的商品化生产应用将会很快实现。效益分析:1. 具有完全自主知识产权的高效有机太阳能电池活性层材料，且合成简单，成本低； 2. 具有成熟的高效有机太阳能电池制备工艺； 3. 具有自主知识产权的低成本、高性能柔性透明电极，不仅完全适用有机太阳能电池，亦可广泛应用了其它相关领域。
南开大学
2021-04-11
面向应用的高效有机太阳能电池关键材料与器件制备研究
作为一种新的太阳能电池电池技术，有机太阳能电池具有低成本、柔性、半透明、可大面积溶液印刷等优点；在应用方面，可与当前基于硅等的无机太阳能电池形成优势互补。特别指出的是，与钙钛矿太阳能电池相比，有机太阳能电池还具有环境友好的优点，在使用过程中以及使用后处理方面不会产生重金属污染，其所使用的少量有机材料都是可降解的有机染料类化合物。效率、成本和稳定性是所以太阳能电池能否应用的关键要素。有机太阳能的效率目前和其它最好的太阳能电池之间的差距正在迅速缩小，目前我们实验室已经获得超过 1515%的效率，是有机太阳能电池领域世界最高效率；成本方面，OPV具有巨大优势，有机材料分子结构多样性，成本低廉；寿命方面，因成本低廉，产业界对有机太阳能电池寿命的要求不如无机太阳能电池，10 年左右的寿命可以完全满足商业化应用，已有研究表明，OPV 寿命达到 5-7 年没有问题，随着研究深入，提高的 10 年以上会很快实现。 本项目围绕有机太阳能电池的关键材料开展系统研究，1）提出了新的材料设计理念，发展了系列具有独立自主知识产权的活性层材料；2）发展了成熟的高效率有机太阳能电池制备工艺技术，制备了系列高效率有机太阳能电池光伏器件，不断刷新领域内最高太阳能电池光电转化效率；3）制备了低成本、可溶液印刷柔性的透明电极，应用于有机太阳能电池，获得了与目前常规透明电极，如 ITO，完全相当性能。
南开大学
2021-02-01
一种自支撑类石墨多孔非晶碳薄膜的制备方法
本发明公开了一种自支撑类石墨多孔非晶碳薄膜的制备方法，包括下述步骤：S1：对金属镍片衬底进行超声清洗，并烘干后放置于管式炉中；S2：向所述管式炉中通入惰性气体；S3：对所述管式炉进行升温处理使其达到600℃-720℃，向所述管式炉中通入氢气，并对所述金属镍片衬底进行热处理；S4：向所述管式炉中通入碳氢化合物，使得经过热处理后的金属镍片衬底催化碳氢化合物裂解后生长非晶碳薄膜；S5：对所述管式炉进行降温处理，并将生长有非晶碳薄膜的镍片浸泡在腐蚀液中腐蚀掉衬底镍片后获得自支撑类石墨多孔非晶碳薄膜。采用本发明制备方法对环境温度要求不高，制备得到的非晶碳薄膜具有多孔结构和自支撑结构，可以很方便转移至任何衬底。
华中科技大学
2021-04-14
氧化石墨烯/酞菁纳米棒复合杂化材料用于可见光催化剂还原六价铬
六价铬对人体具有慢性毒害，可以通过消化道、呼吸道、皮肤和粘膜侵入人体，主要积聚在人体内的肝、肾和内分泌腺中。六价铬有强氧化作用，所以慢性中毒往往以局部损害开始，逐渐发展到不可救药。通过光催化可实现六价铬还原为无毒害的三价铬。现有光催化剂多数只能利用紫外光区域，催化性能较低。酞菁在可见光区域具有良好吸收效果，通过利用八甲基取代的酞菁铜纳米棒与氧化石墨烯制备复合材料，可以有效提高光催化剂的光谱吸收范围，实现太阳能的充分利用，同时加快电荷传输，实现在水溶液中高效还原六价铬，在日常太阳光照下两小时内降解97%的水中的六价铬。
南方科技大学
2021-04-13
一种聚丙烯腈接枝石墨烯宏观纤维的制备方法
本发明公开了一种聚丙烯腈接枝石墨烯宏观纤维的制备方法。方法为：加入1重量份的石墨烯或氧化石墨烯，10~1000重量份的溶剂，10~1000重量份的丙烯腈单体，氮气保护下加入0.01~10重量份的引发剂，加热到50~95℃，反应1~60小时，经沉淀，离心，洗涤，干燥，得到聚丙烯腈接枝的石墨烯。将聚丙烯腈接枝的石墨烯分散于极性有机溶剂中，制成质量浓度为1~20%的纺丝液溶胶，将纺丝液从纺丝头毛细管中连续匀速挤出，进入凝固液，凝固后的初级纤维在拉力下收集，干燥后获得聚丙烯腈接枝石墨烯的宏观纤维。本发明方法简便、工艺简单、可规模化生产，所获得的石墨烯纤维表现出优异的强度、韧性、模量和导电性，可作为高强度纤维应用于许多工业领域。
浙江大学
2021-04-11
一种氧化石墨烯3D打印墨水及其制备方法
本发明公开一种氧化石墨烯3D打印墨水及制备方法，其制备所用的原料由氧化石墨烯、交联剂和溶剂组成，各原料用量，按氧化石墨烯：交联剂中的金属阳离子：溶剂为60mg：0.03?1mmol：40ml的比例计算。制备方法即首先用溶剂分别将氧化石墨烯、交联剂超声分散配制成溶液，然后将所得的氧化石墨烯溶液和交联剂溶液混合进行化学交联反应，所得反应液离心、去除上清液，即得氧化石墨烯3D打印墨水，当圆频率为0.9rad/s时，测得其运动粘度可达2800?20800Pa*s。使用后所得的氧化石墨烯三维气凝胶支架，在形变量为60%时，抗压模量为0.42MPa?0.98MPa。
上海理工大学
2021-04-10
一种超支化聚三唑功能化的石墨烯及其制备方法
一种超支化聚三唑功能化的石墨烯及其制备方法，其中，该超支化聚三唑功能化的石墨烯是将芳香基团修饰的超支化聚三唑修饰到石墨烯表面形成的；所述芳香基团修饰的超支化聚三唑是在超支化聚三唑末端接枝上芳香基团形成的。
华中科技大学
2021-04-10
一种大面积的米级碳纳米管/石墨烯薄膜
本项目主要涉及到一种大面积的米级碳纳米管/石墨烯薄膜。本技术产品可应用于智能电发热材料， 超轻薄防弹衣材料，电磁屏蔽膜，防火耐腐蚀衣服及涂料，手机散热材料，复合结构材料等。本技术产品 具有世界最轻，最薄，超柔软可揉搓，高导电导热的性能，并且具有量产性强，成本低廉的优势。在数十 个行业领域具有可革命性的替代能力。本次主要介绍该材料在短期内可迅速成果转化的智能电加热及散热 方面的技术应用。 缚，真正保持了纯天然的特性，使产品的质量迈上一个新台阶。 本技术成果已经工业化应用的有高纯度肉桂醛、苯甲醛、苯乙酮、1-苯乙醇、藿香油、香茅油、山 苍子油、澳洲茶树精油等；应用领域涉及石化、化工、食品、医药、日化、香料等行业。产品的提纯用普 通的蒸馏方法或者分子蒸馏难以达到的它能做得到，如肉桂醛≥98%、苯乙酮≥99%、苯甲醛≥99%。本 联用技术在热敏性物料的精细分离提纯中具有十分广阔的市场。对投资者要求：从事热敏性组分分离的企 业，研究所及设备生产厂家。
中山大学
2021-04-10
一种超支化聚三唑功能化的石墨烯及其制备方法
本发明公开了一种超支化聚三唑功能化的石墨烯及其制备方法， 其中，该超支化聚三唑功能化的石墨烯是将芳香基团修饰的超支化聚 三唑修饰到石墨烯表面形成的；所述芳香基团修饰的超支化聚三唑是 在超支化聚三唑末端接枝上芳香基团形成的。本发明通过点击化学反 应制备出末端接枝上芳香基团的超支化聚三唑，然后将其以非共价键 法修饰到石墨烯的表面，使超支化聚三唑功能化的石墨烯具有良好的 分散性和反应能力；所得石墨烯具有良好的分散性和反应能
华中科技大学
2021-01-12
基于石墨烯的低阈值、大动态范围复合型光限幅器
光限幅器件是基于非线性光学效应，实现在较低入射光强下高透过率、在较高入射光强下低透过率的光学器件。理想的光限幅器要求具有超快的响应时间、超低的限幅阈值、大的能量动态范围，以及宽的光谱适用范围，现有的光限幅器件很难同时满足上述要求。为此，本项目提出一种基于石墨烯和碳纳米管的复合型光限幅器，这种光限幅器不仅可以实现超低阈值限幅输出，而且具有超大的动态能量适用范围。
西安交通大学
2021-04-11