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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
乳液法制备减反膜
大面积多功能高效减反射膜技术近年来受到广泛关注。针对目前采用溶胶-凝胶法、层层自组装法、化学蒸镀法等方法存在制备过程繁琐、生产效率低、所得减反膜呈开孔结构、存在环境稳定性差、力学性能劣等问题。本项目采用半连续乳液聚合的方法一步合成出可控聚合物/硅复合结构纳米粒子，并利用提拉镀膜的方法将其涂敷在玻璃基材上，通过一定温度的热处理制备出闭孔型减反膜涂层。研究体系pH值、单体比例、硅烷偶联剂的类型及用量等条件对所形成复合纳米粒子涂敷出的减反膜折射率、减反效果以及耐候性、耐刮伤性、力学性能的影响。力争制备出多功能抗反射涂层。旨在从本质上提升减反膜的光学性能、耐候性和机械特性。通过理论计算与实验验证并举，探索减反膜实现的新途径。改变目前减反膜的生产工艺问题。本项目与现有的减反膜工艺相比，具有工艺简单，解决了环保问题（一般减反膜都需采用醇做溶剂，而本工艺全程采用水来在溶剂）。而且减反效果优异，目前在可见光波段较宽的范围能够达到99.5%以上的透过率。而且增透波段可以通过需求进行调整。 这个项目起源于与赛肯森公司的合作项目。这家公司的主要产品之一是减反膜。据该公司介绍，大规模制备减反率可以达到99.5%的减反膜是他们公司的核心竞争力。其产品一直出口。从此可见，前景比较乐观。后面我们可以考虑与该企业继续进行合作或者找一家更为合适的合作企业。
同济大学
2021-04-11
自动溶胶凝胶制膜装置
根据传统的制膜方式，设计出一套自动溶胶凝胶制膜设备，该装置采用旋涂法，由基板、将装有制备好的胶体溶液的滴液针管、匀胶机构、将匀胶台移动至针管下的水平移动机构、控制针管滴液的滴液系统、以及干燥系统组成。使用该装置可以将已制备好了的胶体溶液旋涂于清洗好的基片表面从而形成纳米气敏薄膜。一次可在四块基片上制膜。这对减少制模过程不确定性，降低劳动强度，易于大规模生产等具有很大的现实意义。
南京工业大学
2021-04-13
连续膜反应器技术
将反应与分离两个相互独立的单元过程耦合为一个单元操作，生产过程中，反应物料连续不断地进入反应器，反应一定时间后，物料通过泵的作用进入膜组件，催化剂被膜截留并回到反应器继续参与反应，产品连续透过膜，通过进料流量与出料流量的控制，实现生产过程的连续平稳运行。 连续膜反应器技术中除了反应器，成套膜装备也是其核心构件。膜分离属于单元操作，通过膜组件的串并联，可实现处理量的增加，因此仅需通过膜数量的增加，即可增加生产规模。目前最大的膜反应器装备为20万吨/年己内酰胺生产用膜反应器，其膜面积为600平方米。膜反应器装备的投资依赖于膜面积的大小，其基本投资为1~1.5万/平方米。同传统生产工艺相比，连续膜反应器技术可显著增加生产规模，完全实现催化剂的循环使用，降低能耗20%以上。
南京工业大学
2021-04-13
静炎康涂膜剂
【项目来源】南京中医药大学科技创新风险基金项目。 【类 别】名中医临床经验方。 【剂 型】涂膜剂。 【功能主治】清热泻火，消肿解毒，凉血止痛，敛疮生肌。 【处方来源】南京中医药大学资深中医专家根据传统中医药理论为指导，结合本人40多年临床经验自主研创中药新制剂。本处方设计合理，配伍严谨，经长期的临床验证，疗效确切。 【主要技术指标】 1、药学研究：已完成了药物提取、分离、成型工艺研究，质量标准研究，加速稳定性试验，长期稳定性考察和药物透膜吸收试验。 2、药效学和毒理学研究：静炎康涂膜剂可以对抗炎症早期毛细血管通透性亢进、可明显抑制二甲苯所致的小鼠耳肿胀度；对热板法引起的小鼠舔后足反应有明显的抑制作用；静炎康涂膜剂高中剂量组能使输出枝、输入枝管径明显扩张，并使血液流速明显增快，有显著性作用。Buehler试验结果表明，静炎康组（为人等效量的72倍）未发现致敏性。静炎康对动物正常皮肤或破损皮肤均未发现明显急性毒性作用。 【推广应用前景】本课题研究，不仅能填补临床中药外用静脉炎制剂的空白，还能积极有效地防治静脉炎的发生与发展，这对于提高广大病人的生存与生活质量、保护广大病人的健康，进而提高劳动生产力，具有重要意义和较高的实用价值，由于本病发病率高，预计一经市场推广应用，必将产生良好的社会效益和经济效益。 【进展情况】已完成临床前主要研究工作；申请国家发明专利1项。
南京中医药大学
2021-04-13
多功能空气净化膜
近期，大气污染呈现新特点，重金属离子、细菌的含量呈上升趋势。针对目前日益严重的环境问题，设计了一种多功能空气净化膜。该空气净化膜可通过复杂的物理、化学多重相互作用，实现对细菌和 PM2.5 粒子的捕获；并且在光照条件下，聚合物可以将氧气分子激发出活性氧，用于杀伤细菌。该空气净化膜对 PM2.5 的去除率为 83% 以上；对细菌的杀伤率超过 95% 。与市面上大多空气净化产品相比，该空气净化膜具有高效吸附有害物质、高效的抗菌效果、高效消除封闭空间 PM2.5 、不会产生二次污染等多方面优势。
河北工业大学
2021-04-13
陶瓷中空纤维膜制造项目
本项目采用具有自主知识产权的专利技术，制备具有微滤和超滤特性的陶瓷中空纤维膜。本项目采用特殊工艺先通过挤出制备中空纤维原生膜，然后将涂膜液浸涂在中空纤维原生膜表面，经过特殊烧结工艺，得到陶瓷中空纤维超滤膜，本方法也可应用于蜂窝状陶瓷超滤膜。本项目的特点是：工艺简单，所用原料价格低廉，没有昂贵的设备；中空纤维或管式原生膜外表面浸涂勃母石溶胶一步烧结制备出不对称结构的陶瓷中空纤维和管式超滤膜，大大降低了烧结成本，进而降低陶瓷膜制备成本。
华东理工大学
2021-04-13
柔性石墨烯加热膜产品
春寒料峭，新冠肺炎疫情持续蔓延，形势严峻，加上持续的阴雨天气，近日武汉的气温断崖式下滑。为了避免交叉感染，保证通风条件，武汉一线医护人员无法在工作、休息区域开启空调加温。他们身着憋闷的防护服，衣服汗潮极易受凉，这着实是抗疫医疗人员面临的一个难题。尤其在医疗资源短缺的情况下，节约使用防护服的他们更值得称赞。看到这一情况，嘉庚创新实验室团队—厦门大学化学化工学院郑南峰教授、萨本栋微米纳米科学技术研究院吴炳辉副教授，随即想到课题组前期的一项研究成果——柔性石墨烯加热膜产品，可以在低温阴天给医护人员带来健康保障，更无忧地抗击疫情。
团队研发的石墨烯远红外加热产品，采用石墨烯导电膜通电后可高效发射出与人体辐射相近的远红外，能够提升人的基础体温。温暖守护的背后是科研工作者的马不停蹄奋战，紧急启动产品生产工艺方案调整，与下游制作商合作，采取边生产边发货方式，力争在疫情期间持续向湖北武汉抗疫前线输送石墨烯热敷腰带等产品。
受限于学生延迟开学而导致研发人手不足的现状，由郑南峰教授、吴炳辉副教授及石墨烯工程与产业研究院6位工程师，亲自下到生产一线，联合厦门晞和科技有限公司彻夜加班赶制了一批电热护腰带、地板加热片、加热床垫等石墨烯远红外加热产品，于2月20日一早将第一批产品通过中山医院搭乘专机驰援湖北一线，为医护人员开展救治和患者康护贡献厦大力量。
厦大附属中山医院援助武汉抗击新冠肺炎的二队医院人员表示，这段时间的武汉较为阴冷，厦大的石墨烯加热腰带及地暖等产品他们已经开始使用，操作方便并且加热保暖效果非常好，他们衷心感谢厦大和嘉庚实验室科研团队的支持和帮助。
患难见真情，天寒暖人心。我校科研工作者在奋斗一线的同时，与我校石墨烯工程与产业研究院密切合作的福建经纬集团有限公司也提供了口罩物资援助，在这个抗疫的冬天，所有人的行动都暖在心，武汉加油！
厦门大学
2021-04-11
双膜法生物燃料技术
乙醇回收渗透汽化膜是由无机材料经过高温烧制制备而成的基膜为支撑层，在支撑层表面经过特殊制备工艺制备而成的致密膜为分离层的非对称结构的管式复合膜，膜表面平整无缺陷，膜层厚度均匀；分离膜与基膜结合完好，具有抗污能强，使用寿命长的特点，可以用来富集低浓度的含醇溶液的富集。主要应用方向有：燃料乙醇发酵液、丁醇发酵液、低浓度含醇溶液中的醇类物质的富集。
南京工业大学
2021-01-12