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低温柔性大面积 CIGS（铜铟镓硒）太阳电池
以轻质高分子聚合物聚酰亚胺（简称 PI）为柔性衬底的 CIGS 电池不但保持着玻璃衬底太阳电池的一些优良性能，同时还具备不怕摔碰、可卷曲折叠、在制作中可按要求剪裁等特点，具有更广阔的应用前景。PI 薄膜不吸水、绝缘性能好、重量轻（70g/m2）、厚度薄（仅为 0.05mm）、表面光滑及可弯曲等特点，是高功率重量比太阳电池的首选衬底材料，其功率重量比可高达 2000W/Kg（未封装），并且由于 PI 衬底 CIGS 电池可实现大面积卷－卷（Roll-to-Roll）连续化生产，为进一步降低光伏电池成本开辟了有效途径。通过研究低温生长CIGS 薄膜中 Na 掺杂对材料生长及器件复合机制的影响，改善了器件光电性能。柔性聚酰亚胺（PI）CIGS 太阳电池大面积单体电池 2cm×2cm 与 4cm 4cm×4cm 柔性大面积 PI 衬底 CIGS 太阳电池效率分别达 8%与 7%（由中科院太阳光伏发电系统和风力发电系统质量检测中心鉴定）。
南开大学
2021-02-01
低成本非真空铜铟硒（CIGS）薄膜太阳电池制造技术
CIGS 薄膜太阳电池具有效率高，无衰退、抗幅射、寿命长等特 点，采用非真空技术可以进一步降低这种电池的成本，预计可达到 0.3$/W。 本项目产品结构为：衬底/Mo/CIGS/CdS/i-ZnO/ZnO:Al/Ni-Al；其 中光吸收层 CIGS 薄膜为 p 型半导体，其表面贫 Cu 呈 n 型与缓冲层 CdS 和 i-ZnO 共同成为 n 层，构成浅埋式 p-n 结。太阳光照射在电池 上产生电子与空穴，被 p-n 结的自建电场分离，从而输出电能。工艺 流程：普通钠钙玻璃清洗→Mo的溅射沉积→非真空法分步电沉积CuIn-Ga 金属预置层→快速加热硒硫化处理（RTP）→化学水浴法沉积 CdS 或 ZnS→本征 ZnO 溅射沉积→ZnO:Al 透明导电膜的溅射沉积→ Ni/Al 电极沉积，等。
南开大学
2021-04-11
CDTE薄膜的表面腐蚀及用此法制备CDTE太阳电池
CdTe薄膜的表面腐蚀及用此法制备CdTe太阳电池，属于半导体器件加工领域。采用硝酸、冰乙酸、NaAc和去离子水的混合液作为腐蚀液，其中，NaAc作为缓冲剂，以保持溶液的pH值不变，使反应更稳定，通过CdTe和硝酸发生反应生成富碲层；清洗吹干后，沉积含Cu或不含Cu背接触层，最后沉积背电极以制备CdTe太阳电池。沉积背接触材料，可增加pn结附近的载流子浓度，降低肖特基势垒高度，避免直接沉积Cu形成比较复杂的CuxTe结构。采用这种方法腐蚀并制备CdTe太阳电池，可显著提高太阳电池的性能，并保证器件性能的稳定性和重复性。
四川大学
2021-04-11
低成本非真空铜铟硒（CIGS）薄膜太阳电池制造技术
CIGS薄膜太阳电池具有效率高，无衰退、抗幅射、寿命长等特点，采用非真空技术可以进一步降低这种电池的成本，预计可达到0.6$/W。 本项目产品结构为：衬底/Mo/CIGS/CdS/i-ZnO/ZnO:Al/Ni-Al；其中光吸收层CIGS薄膜为p型半导体，其表面贫Cu呈n型与缓冲层CdS和i-ZnO共同成为n层，构成浅埋式p-n结。太阳光照射在电池上产生电子与空穴，被p-n结的自建电场分离，从而输出电能。工艺流程：普通钠钙玻璃清洗→Mo的溅射沉积→非真空法沉积CIGS薄膜预置层→快速
南开大学
2021-04-14
低温柔性大面积 CIGS（铜铟镓硒）太阳电池
以轻质高分子聚合物聚酰亚胺（简称 PI）为柔性衬底的 CIGS 电池不但保持着玻璃衬底太阳电池的一些优良性能，同时还具备不怕摔碰、可卷曲折叠、在制作中可按要求剪裁等特点，具有更广阔的应用前景。PI 薄膜不吸水、绝缘性能好、重量轻（70g/m2）、厚度薄（仅为 0.05mm）、表面光滑及可弯曲等特点，是高功率重量比太阳电池的首选衬底材料，其功率重量比可高达 2000W/Kg（未封装），并且由于PI 衬底 CIGS 电池可实现大面积卷－卷（Roll-to-Roll）连续化生产，为进一步降低光伏电池成本开辟了有效途径。通过研究低温生长CIGS 薄膜中 Na 掺杂对材料生长及器件复合机制的影响，改善了器件光电性能。柔性聚酰亚胺（PI）CIGS 太阳电池大面积单体电池 2cm×2cm 与 4cm 4cm×4cm 柔性大面积 PI 衬底 CIGS 太阳电池效率分别达 8%与 7%（由中科院太阳光伏发电系统和风力发电系统质量检测中心鉴定）。
南开大学
2021-04-13
解决锂/硫电池中多硫化物的穿梭效应
极性材料在固硫方面表现出较好的效果，但是其固硫机理难以确定，他们提出了采用金属有机小分子二茂铁作为固硫材料，实现了锂 / 硫电池长达 550 次的平稳循环，并结合 XPS 分析与 DFT 计算，证明了二茂铁的固硫机理为茂环与锂的作用（ Angew. Chem., 2016, 128, 15038. 。电池的性能不仅与固硫材料对多硫化物的亲和力有关，固硫材料的本体导电性也非常重要。因此，他们提出采用半金属导体金属磷化物与碳纳米管的复合物作为硫正极中的添加剂，提高硫正极的导电性、缓解多硫化物的穿梭效应并促进多硫化物的氧化还原动力学，实现了锂 / 硫电池长达 1100 次的长循环（ Nano Research, 2017, accepted ）。
北京大学
2021-04-11
金属基支撑固体氧化物燃料电池及其应用
现有化石能源的高效绿色利用和开发新的能源技术是社会可持续发展所面临的关键问题。固体氧化物燃料电池（Solid Oxide Fuel Cell，SOFC）可以以天然气、煤气化气和生物质气等为燃料，与燃气轮机联合循环后的总发电效率可超过70%，被认为是化石能源最高效清洁的利用方式之一。目前全球的研究热点是研制在中低温条件下工作的SOFC，将SOFC的操作温度从传统的850～1000℃，降低到850℃以下的中低温。其目的是降低电池的启动温度和时间，有效地降低各个部件的老化速率，提高SOFC的稳定性和延长寿命，还可以使用廉价的不锈钢等作为连接材料，大大降低制造成本，为SOFC的商业化提供有利条件。近几年，我国正大力发展新能源领域，而在SOFC燃料电池方面，我国具有特有条件和优势，主要表现在SOFC核心材料上具有稀土氧化物资源优势，而在能源结构上，煤、天然气等化石能源占相当大的比重，政府和整个社会的环保意识也与日俱增，所以SOFC的研究开发具有相当可观的前景。
西安交通大学
2021-04-11
无机离子聚合与新型聚合材料的创制
首次构建出无机离子寡聚体并可以通过“无机离子聚合”全新途径可塑地构建出无机材料，实现“像制造塑料一样制造无机物”（Nature 2019）并可以进一步实现无机材料的相互融合（Science 2021）。
一、项目分类
重大科学前沿创新
二、成果简介
首次构建出无机离子寡聚体并可以通过“无机离子聚合”全新途径可塑地构建出无机材料，实现“像制造塑料一样制造无机物”（Nature 2019）并可以进一步实现无机材料的相互融合（Science 2021）。这些成果突破了无机块体材料依赖高温烧结定形的传统途径，可以在常温条件下实现构建，为功能材料的制备提供革命性的科学新基础，特别适合在生物体内开展仿生合成。目前已经颠覆性地实现以下突破：
1）结合生物矿化实现人体牙釉质的再生（Sci Adv 2019），再生层与天然牙釉结构完全一致，拥有相同的生物力学特性。该工作打破了传统口腔医学中牙釉质不能再生的认知，引领新一代口腔材料从“填充型”转变为“再生型”。目前已进入转化研究阶段，样品能够高效地修复牙齿表面的微小缺损。
2）结合传统有机聚合发展出有机-无机共聚新技术，可以制备出有机-无机共聚物（Angew Chem Int Ed 2020）。与传统的有机无机复合材料不同，共聚型新材料能够在分子尺度上实现有机和无机相之间的相互融合，从而构建出结构完全均一、具有优异力学性能的轻质高强材料。特别是在传统高分子材料中引入无机离子键可以显著增强材料原有的力学性能，例如通过无机离子寡聚体可以大幅度改善传统塑料材料。
“无机离子聚合”可以构建出柔性无机离子材料，开发出矿物基塑料替代新材料，被称为“石头变塑料” （Adv Mater 2022）。矿物基塑料材料与传统塑料相比在保持制备可塑性和结构韧性的同时，具有高强、高硬和高热稳定性等新特征，而其矿物的本质特征还可以使材料能够融入到自然的矿物循环中，为解决塑料污染问题提供新策略，是一种环保型的新材料。
浙江大学
2022-07-22
锂电池储能系统消防安全关键技术与装备
一、项目分类
关键核心技术突破
二、成果简介
储能能够为电网运行提供调峰、调频、备用、需求响应支撑等多种服务，是提升传统电力系统灵活性、经济性和安全性的重要手段。加快储能技术与产业发展，对于构建以新能源为主体的新型电力系统，实现碳达峰碳中和具有重要意义。据预测，到2050年，我国锂电池储能将达到400吉瓦，年均增长26%。然而，锂离子电池固有的安全性问题使其大规模应用遇到了瓶颈。2019年美国亚利桑那州一起锂电池储能系统火灾，今年4月我国某储能电站爆炸，韩国近年来30座电池储能电站发生火灾，均造成重大人员伤亡和经济损失。因此，储能系统的消防安全问题已成为制约锂离子电池储能大规模推广的关键瓶颈。
现有技术的痛点问题是：1、锂离子电池火灾机理有差异；2、锂离子电池灭火剂适用性不强；3、现有灭火剂不具备高效降温能力；4、实时健康状态监测技术缺乏；5、预警技术作用重视不够；6、技术规范建设严重滞后。
华中科技大学
2022-07-26
一种硅太阳电池表面等离子体增益的方法
本发明公开了一种硅太阳电池表面等离子体增益的方法，采用将金属纳米颗粒分散在醇溶剂中形成金属纳米颗粒胶体溶液，在硅太阳电池片迎光面上，丝网印刷或喷淋或旋涂金属纳米颗粒胶体溶液，烘烤使醇溶剂从电池片表面挥发完全，在保护气体氛围下进行快速热处理退火温度，再进行二次常规热处理退火，实现硅太阳电池表面等离子体增益。本发明方法具有成本低、易操作、效率提升效果好的特点，具有较大的应用前景。
浙江大学
2021-04-11