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通过超构表面实现对非线性倍频光子的自旋、轨道角动量的同时调控
把具有C3旋转对称性的超构单元按照一定序构排列起来形成圆形的超构表面，超构表面携带的拓扑电荷为q，理论分析表明这类超构表面上产生的非线性谐波的自旋和轨道角动量分别为：s=±σћ；l n =(n∓1) σqћ。对应倍频谐波情况：s=-σћ；l SHG =3σqћ。因此，结合光的自旋角动量控制的非线性几何相位与拓扑电荷的概念，可以通过超构表面上实现对非线性谐波辐射过程中光的自旋、轨道角动量的同时控制。了解了相关物理机制，为如何在微纳尺度上产生并控制光的自旋、轨道角动量两个维度，设计高密度、多功能光信息处理芯片等奠定重要科学与技术基础。
南方科技大学
2021-04-13
首台氢燃料电池混合动力机车轨道交通大功率燃料电池发电系统
2021 年 1 月 27 日，由西南交大与中车大同联合研制的我国首台氢燃料电池混合动力机车，在中车大同电力机车有限公司成功下线，标志着我国氢能轨道交通技术取得关键突破。该车采用西南交通大学陈维荣教授团队研发的轨道交通大功率燃料电池发电系统，突破了燃料电池混合动力系统集成、系统优化控制以及能量管理等核心技术，电堆采用国际领先、可低温启动的日本丰田金属电堆，这也是燃料电池金属电堆在轨道交通领域的首次应用。该车设计时速每小时 80 公里，满载氢气可单机连续运行 24.5 小时，平直道最大牵引载重超过 5000 吨，在不用改变任何铁路基础线路条件下，可在各类机务段、车辆段、编组站以及大型工厂、矿山、港口等场所执行运转、调车、救援等多用途任务。 陈维荣教授团队自 2008 年起，在我国率先开展氢燃料电池在轨道交通中的应用研究，开拓了氢能轨道交通研究方向。历时十余年的技术攻关，团队突破了大功率燃料电池优化控制、混合动力系统能量管理、故障诊断与寿命预测等关键技术，于 2013 年成功研制我国首辆燃料电池电动机车，并于 2016 年与中车唐山公司联合研制成功世界首列燃料电池混合动力有轨电车，引领了我国氢能轨道交通技术发展。
西南交通大学
2021-04-13
纳米晶太阳能电池复合多孔电极膜
项目以改善NPC太阳能电池的光伏性能为最终目的，采用模板组装技术制备高质量的NPC电池用有序大/介孔复合电极膜，该法既简化了制备工艺，又可对薄膜的质量进行控制。该研究推动了NPC太阳能电池的产业化进程，同时该技术符合国家能源可持续发展的需要，在改善日益严重的能源危机及环境污染有非常重要的现实意义。
天津城建大学
2021-04-11
一种用于太阳能电池的材料
将 上转换紫外发光材料 Er3+:YAlO3/TiO2 或 Er3+:Yb0.2Y0.79N0.1F0.1AlO2.8 与 TiO2 的 复合膜用于 太阳能电池的电极材料，复合膜中 Er3+:YAlO3 或 Er3+:Yb0.2Y0.79N0.1F0.1AlO2.8 与的 TiO2 质量比为 1:9~3:7 ；采用提拉浸渍法制备 Er3+:YAlO3/TiO2 复合膜和 Er3+:Yb0.2Y0.79N0.1F0.1AlO2.8 /TiO2 复合膜
辽宁大学
2021-04-11
新型电池材料绿色合成与高比能电池应用
高比能电池面向国家重大需求，仅锂电池 2017 年市场规模已超过 1 亿 kWh，并且随着电动汽车、规模储能市场的迅速发展，电池需求快速增加，市场规模很快将超过 3000 亿元。 本项目为陈军教授团队十余年的研发成果，主要包含新型锂电池、钠电池、锌电池等新能源电池，可用于电动汽车、可再生能源风光发电储能等领域。 1. 开发了两类新型锂电池正极材料：取代型锰系尖晶石正极材料和掺杂型超高镍含量三元层状材料。这两种材料原料便宜、制备工艺（连续共沉淀与梯度加热）简单，成本优势明显，并且性能优异，产品晶相纯度高、形貌规整、振实密度大、长周期循环稳定性好。 2. 针对传统无机电极材料的不足，研发有机电极材料，它们由高丰度的 C、H、O、N 等元素组成，具有易合成、低成本、绿色环保等突出优点，并且由于可实现多电子反应，容量大、能量密度高，此外有机电极材料柔韧性强，在柔性可折叠等新颖结构电池体系中应用前景巨大。 部分有机电极材料在实验室中已实现公斤级制备，并组装 Ah 级软包全电池，经 18 所等权威机构检测鉴定，能量密度超过 300Wh/kg，通过安全性测试。计划 5 年内完成 1-2 种有机电极材料的中试，并实现部分电池产品的应用示范，具有清洁环保优势。 可合作宏量制备及大容量电池装配，推进中试和产业化，将产生显著经济效益、环境效益和社会效益。
南开大学
2021-02-01
色素（染料）敏化复合薄膜太阳能电池
成果与项目的背景及主要用途： 将太阳能转换为电能是目前各国研究的重点, 它具有清洁、不需要燃料、能 广泛的应用于各个领域等优点。由于成本低，转化效率高，染料敏化纳米晶太阳 能电池近年来成为纳米技术和光电转换材料研究领域的热点, 其发展可解决硅 电池原材料紧缺的问题，具有很广阔的发展前景。二氧化钛广泛应用于染料敏化 太阳能电池（DSSC）的制备，但因 TiO2 薄膜结构缺陷的存在，不利于电子的传 输，制约了光电转换效率的进一步提高，可通过制备 TiO2/ZnO 复合薄膜解决这 一问题。采用天然色素（黑果枸杞色素和河湟红花黄色素）或染料对光阳极进行 敏化处理可进一步降低成本，简化工艺流程。该项目成果具有成本低，生产工艺 93天津大学科技成果选编 94 简单，生产过程中无污染等优点，比传统硅电池具有更为广泛的用途，可实现太 阳能电池的轻量化、薄膜化，并易于设计成不同形状以满足不同使用环境的需要。 技术原理与工艺流程简介： 染料敏化太阳能电池主要是由纳米晶半导体薄膜、染料敏化剂、氧化还原电 解液、导电基底以及对电极等几部分组成的。染料敏化太阳能电池的原理是源于 光合作用的启发，其具体实现的方式是通过染料分子吸收太阳光中的光能，从而 激发染料分子中的电子变成受激发的状态，通过与之复合的多孔薄膜传导出来。 本项目采用溶胶凝胶法制备 TiO2/ZnO 复合薄膜，染料敏化太阳能电池的主要制 备过程如下：技术水平及专利与获奖情况：实验室成熟阶段 应用前景分析及效益预测： 生产成本较低，仅为硅太阳能的 1/5~1/10，且使用寿命较长，如进一步提高 光电转换效率，可逐步取代硅太阳能电池。 应用领域：太阳能发电站、电子设备、太阳能建筑等，逐步取代硅太阳能电池
天津大学
2021-04-11
柔性轻质钙钛矿薄膜太阳能电池
西安交通大学
2021-04-10
一种储能电站的寿命优化控制方法
本发明提供一种储能电站的寿命优化控制方法，通过对储能电站进行储能电池健康度评估与累计损伤计算；对储能电站进行中短期优化，得到储能充放电区间；对储能电站进行超短期优化，划分储能工作区间，得到基于实时SOC设置的储能充放电功率范围；对储能电站进行优化控制。本发明提出的一种储能电站的寿命优化控制方法，该方法可靠实现了对储能全寿命分段式控制及合理的维护储能运行，并有效延长储能电站替换周期，减少了运行折旧成本，提高储能电站运行的经济性及高效性；进而保证了储能电站运行的稳定性及可靠性。
东南大学
2021-04-11
一种光伏太阳能硅片输送设备
本实用新型公开了一种光伏太阳能硅片输送设备，包括：机架、安装在机架上的硅片输入机构、缓冲机构、缓存机构和硅片输出机构，以及电气控制系统，其中硅片输入机构用于将硅片水平输送至缓冲机构；缓冲机构用于对光伏太阳能硅片执行输送缓冲和位置定位然后将其输入至缓存机构；缓存机构包括由左右侧板和设置在左右侧板之间的多层搁架共同构成的缓存料塔，所述缓存料塔在静止时与硅片输送路径保持水平以便缓冲机构输送过来的硅片插入且存放到搁架上，并在完成存放后上升以便存放下一硅片；硅片输出机构用于将存放在缓存料塔中的硅片逐一输出。通过本实用新型，能够通过简单、紧凑的结构实现硅片的缓冲和暂存功能，同时保证硅片输送过程中的精确定位。
华中科技大学
2021-04-11
一种光伏太阳能硅片翻转设备
本实用新型公开了一种光伏太阳能硅片翻转设备，包括：机架；安装在机架上用于将硅片水平输送至待翻转位置的硅片输入机构；安装在机架上并包括两个对称设置在硅片输送路径上的翻转翼的硅片翻转机构，各个翻转翼呈圆盘状且由六个 60 度的扇形结构共同组成，各个相邻的扇形结构之间具有接纳槽，所述接纳槽在翻转翼静止时与硅片输送路径保持水平以使输送过来的硅片插入到槽中并保持定位，然后通过翻转翼的旋转而执行对硅片的翻转；安装在机架上用于将执行翻转后的光伏太阳能硅片水平输出的硅片输出机构；以及用于对设备的整体工况提供相应操作的电气控制系统。按照本实用新型，具备输送平稳、轻柔快速、碎片率低且工作效率高等方面的优点。
华中科技大学
2021-04-11