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太阳电池用增透陷波微纳结构
我国在太阳能电池领域内的整体技术水平与美国、德国、日本等发达国家相比还有相当大的差距。我国太阳能光伏技术的研究和开发工作绝大部分还处在跟踪或追赶发达国家的状态。真正属于我国光伏企业所自有的太阳能电池关键技术还不多。不少企业在国际光伏行业产品竞争中存在着由于生产技术水平低下而被淘汰的风险。 近几年来，我国第二代太阳能电池的理论和实验研究已经取得了长足性的进展，并处在一个由科研成果到产业化转变的关键阶段。但与此同时，我们也看到尽管薄膜电池在很大程度上解决了太阳能电池的成本问题，但是其效率却还相当低。本技术就是针对太阳电池的这一需求而发展的。 提高转换效率，最有效的办法是表面减反。表面减反包含两层意思，一是增透结构，即让光波从外界第一次遇到材料表面时光波从表面的反射尽可能少，二是陷波结构，即让光波在材料内部传输时光程尽可能大，从而被材料吸收的尽可能多。国际上近年对表面减反进行了诸多的探索，如L. L. Ma进行了变折射率多孔硅多层的减反表面研究，在3000-28000cm-1波段范围内实现了硅表面5%以下的反射。瑞士Paul Scherrer研究所的R.H. Morf设计了用于太阳能电池陷波的阶梯层叠的一维正弦衍射光栅结构。以上小组的研究都表明，合理设计和制备光伏材料表面的微纳周期结构，是一种非常有效地增加太阳能电池的太阳光能量利用率，大幅度提高太阳能电池的转换效率的技术方法。但以上的研究，都没有从同时考虑太阳光光波的自然光特性及宽角谱入射这两个特点入手在矢量衍射理论领域进行增透及陷波的设计。 本技术具体性能指标是： 1．硅表面自然光宽波段（300-2100nm）宽角谱（±30o）减反（R<2%） 2．陷波效率>1000%。
上海理工大学
2021-04-11
微纳尺度腔量子电动力学新原理
随着纳米技术的发展，光学腔的尺寸越来越小，甚至可以达到亚波长尺度或者纳米尺度，同时伴随着非常局域的电场。由于金属的损耗以及低的收集效率，单个表面等离激元纳腔和单个量子发射体的强耦合很少被报道。论文通过精心设计光学模式，将金属纳腔置于金属或者介质纳米线提供的一维的电磁真空背景中，通过一维电磁背景强局域效应，可极大地增强单个量子发射体和金属纳腔的相互作用。理论指出在疏逝的电磁背景下，纳米间隙中的耦合系数可以达到真空中的4.2倍，同时荧光收集效率可提高到47%。此外，这个体系辐射出的光子，还可以通过纳米线的一维倏逝波导入到集成芯片上。
北京大学
2021-04-11
微纳尺度图纹压印模具的制作方法
微纳尺度图纹压印模具的制作方法，属于压印模具的精细加工 方法，解决激光干涉光刻制作模具条纹尺度不够精细，而电子束光刻 制作高精细图形速度过慢、不适于大面积制作的问题。本发明的一种 方法，顺序包括电子束光刻、一次干法刻蚀、激光干涉光刻、二次干 法刻蚀、纳米压印、微电铸步骤；本发明的另一种方法，顺序包括激 光干涉光刻、一次干法刻蚀、电子束光刻、二次干法刻蚀、纳米压印、 微电铸步骤。本发明结合电子束光刻制作精细和激光干涉光
华中科技大学
2021-04-14
国家自然科学基金指南引导类原创探索计划项目 ——“高分子材料变革性合成与结构创新”项目指南
为贯彻落实党中央、国务院关于提升原始创新能力的重要战略部署，国家自然科学基金委员会（以下简称自然科学基金委）化学科学部拟资助“高分子材料变革性合成与结构创新”原创探索计划项目。
国家自然科学基金委员会
2023-07-05
一种仿壁虎脚微纳分级结构及其制造工艺
本发明公开了一种用于仿壁虎脚微纳分级结构的制造工艺，包括：S1、使用 LPCVD 设备在洁净的硅片上热生长一层 SiO2 薄膜；S2、 在有 SiO2 层的硅片表面旋涂光刻胶并进行光刻，制备出圆孔阵列图 形；S3、使用缓冲氢氟酸溶液对暴露出的 SiO2 进行刻蚀，将光刻胶上 的图形转移到 SiO2 层；S4、在样品表面镀一层 Cu 膜；S5、在丙酮或 乙醇中进行超声，通过溶脱剥离工艺去除表面的光刻胶及光刻胶表面 的 Cu；S6、利用 CVD-VLS 生长工艺，以上述工艺制备的 Cu 为催化 剂，以 SiCl4 为硅源，以 H2 为载气，生长 Si 微米线阵列；S7、在硅 线表面镀一层 Cu 膜；S8、利用 CVD-VLS 生长工艺，以 S7 制备的 Cu 膜为催化剂，以 SiCl4 为硅源，以 H2 为载气，在 Si 微米线表面生长 Si 纳米线。本发明提供的微纳分级结构中 Si 微米线的表面分布有 Si 纳米线，即一种仿壁虎脚微纳分级结构，为干性黏附材料的设计与制 造提供了一种解决方案。
华中科技大学
2021-04-11
飞秒激光脉冲制备硅基微纳结构光伏材料
太阳能作为一种洁净和相对易于获取的能源在未来的动力产品中将占有越来越大的比份。如何发展高光电能量转换效率、高可靠性和低成本的太阳能电池是目前太阳能利用领域所面临的关键问题。相对于第一代和第二代太阳能电池(转换效率<<50％)，各国科学家纷纷研究不同的应用于第三代太阳能电池的新材料和新结构，目标是使光电转换效率大于5 0％。近年来，一种具有微、纳米量级特殊结构的光伏材料成为太阳能电池的研究热点。利用飞秒脉冲激光在极短的持续时间内激发出极大的峰值能量，其在硅片的相互作用过程中具有很强的非线性效应，聚焦烧蚀硅表面很小的一块面积，形成规则排列的微纳米结构。这种微纳米结构由于表面积增大，对入射光波有很大的吸收，且对光的敏感性提高了数百倍，这些性质对我们提高光电转换效率具有很大的指导意义。这种材料与本底未处理材料的性质相比，材料带隙减小，对光的敏感性提高了数百倍，这使得其对波长为250—2500 nm的入射光波有大于90％的吸收；另外，黑硅比传统材质的硅的比重低。这些奇特的光电和物理性质能进一步提高太阳能电池的光电转换效率。根据光吸收效率，激子光量子效率，化学电势效率以及填充因子计算总的光电转换效率，普通硅基太阳能电池光电转换效率只有1 5％，而基于微纳结构光伏材料的太阳能电池转换效率可望达到50%-60%。 针对国民经济可持续发展在太阳能光伏技术方面的重大需求，发展利用超短脉冲激光制备具有优异光电转化效率的微纳结构光伏材料的新方法，以及通过探测光伏材料中非平衡载流子的能带结构及微分负电导等特性，探知光伏材料的光电转换效率，从而筛选出转换效率较高的微纳结构光伏材料，最终在发展新型、高效太阳能电池的新原理和新技术方面取得创新性突破，为我国研发具有自主知识产权的高效第三代光伏电池打下坚实基础。
上海理工大学
2021-04-11
在片上微纳激光器精确集成领域的研究
北京大学“极端光学创新研究团队”发展了一种高精度的暗场光学成像定位技术(位置不确定度仅21 nm)，并结合电子束套刻工艺，实现了片上量子点微盘激光器与银纳米线表面等离激元波导的精确、并行、无损集成。这种微盘-银纳米线复合结构同时具有介质激光器与表面等离激元波导的优势，因此不仅具有介质激光器的低阈值与窄线宽特性，而且具有表面等离激元波导的深亚波长场束缚特性。基于这种灵活、可控的制备方法，他们实现了片上微盘激光器与表面等离激元波导间多种形式的精确可控集成，包括切向集成、径向集成以及复杂集成，并且对量子点无任何加工损伤；进一步，通过同时集成多个片上微盘激光器与多个银纳米线表面等离激元波导，他们获得了多模、单色单模以及双色单模的深亚波长(0.008λ2)相干输出光源。这些高性能的深亚波长相干输出光源可以容易地耦合并分配至其它深亚波长表面等离激元光子器件和回路中。因此，这种灵活、可控的精确集成方法在高集成密度的光子-表面等离激元复合光子回路中具有重要应用，并且这种方法可以拓展到其它材料和其它功能的微纳光子器件集成中，为未来光子芯片的实现提供了一种可行的解决方案。 该工作于2018年5月发表在Advanced Materials上(Advanced Materials 2018, 30, 1706546)，并以卷首插画(Frontispiece)的形式予以重点报道。文章的第一作者为北京大学物理学院博士研究生容科秀，陈建军研究员为通讯作者。该研究工作得到了国家自然科学基金委、科技部、人工微结构和介观物理国家重点实验室、量子物质科学协同创新中心和极端光学协同创新中心等的支持。 图1. 片上胶体量子点微盘激光器与银纳米线表面等离激元波导的精确、并行、无损集成。
北京大学
2021-04-11
一种仿壁虎脚微纳分级结构及其制造工艺
本发明公开了一种用于仿壁虎脚微纳分级结构的制造工艺，包括：S1、使用LPCVD设备在洁净的硅片上热生长一层SiO<sub>2</sub>薄膜；S2、在有 SiO<sub>2</sub>层的硅片表面旋涂光刻胶并进行光刻，制备出圆孔阵列图形；S3、使用缓冲氢氟酸溶液对暴露出的SiO<sub>2</sub> 进 行 刻 蚀 ， 将 光 刻 胶 上 的 图 形 转 移 到SiO<sub>2</sub>层；S4、在
华中科技大学
2021-04-14
高性能聚合物管旋转挤出新技术新装置
本成果针常规挤出聚合物管存在熔接痕、环向强度差、耐开裂性能不足等缺陷，利用聚合物取向结晶对应力场温度场敏感的特点，发展和建立了聚合物管旋转挤出加工新设备和新技术。自行研制了聚合物管旋转挤出装置，通过该装置可实现芯棒与口模的旋转方式独立可调和聚合物管内外壁双冷，调节沿管壁厚方向的速度分布、应力分布、冷却速度和温度梯度，从而有效控制和定构聚合物管内部的结晶、取向和增强相结构，大幅提高聚合物管环向强度和抗应力开裂性，是制备高性能聚合物管的新设备、新技术。
主要技术、指标：
可有效消除熔接痕；
以聚乙烯管为例，可使管的环向强度提高60%以上，裂纹引发时间提高5倍以上。
建设投产条件（投入资金情况、需要的厂房、使用配套设施状况等）：
聚合物管生产家可将本成果的旋转挤出装置作为辅机与已有管材挤出生产线连接即可使用，不需大幅改变已有聚合物管生产线。
四川大学
2023-05-15
解吸池及分子印迹搅拌棒微萃取-高效液相色谱在线联用装置
本技术成果研发了一种微波辅助提取-高速逆流色谱联用方法及其装置。首先采用微波辅助提取模式 本技术成果研发了一种适于装载分子印迹搅拌棒的解吸池，包括一上部池体及一下部池体。上部池体 提取物料；然后提取液浓缩预分离；最后通过高速逆流色谱纯化制备得到目标组分或分析天然产物提取液 的底部连接于下部池体的顶部且两者内部形成一上下贯通的解吸腔，上部池体顶部设有一液流出口，下部 中的目标组分；上述步骤通过接口及转换控制实现微波辅助提取、分离、纯化、高速逆流色谱制备或分析 池体下部圆周对称地均布有三个液流入口，液流出口及液流入口与所述解吸腔连通；还包括一分子印迹搅 于一体，可直接从天然产物中提取得到毫克级高纯度对照品，具有快速高效、高选择性的特点，实现天然 拌棒，放置于所述解吸腔中；还包括一密封圈，密封所述上部池体及下部池体的连接部。上述解吸池配以 产物快速高效的在线提取分离、纯化制备或分析。“天然物质提取分离纯化的实验室制备微波装置”集微 微量注射泵可实现对分子印迹搅拌棒的高效流动加热解吸。另外在该解吸池的基础上，通过与高效液相色 波辅助提取快速高效分离的优势和高速逆流色谱高效纯化、制备
中山大学
2021-04-10