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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
用太阳能多晶硅切割废料制备太阳能级多晶硅项目
随着光伏产业的高速的发展，硅锭切割产生的切割废料也将出现井喷式的增长。仅2012年一年，我国就用了23万吨的多晶硅，产生了近25万吨的粒度≤5mm的二次切割废料(SiC和Si)，回收厂家院内废料堆积如山，粉尘飞扬，环境恶劣。而粒度≤5mm的二次切割废料(SiC和Si)中的SiC和晶体Si粉都是通过高能耗、高成本制备出来的，所以如能将这些废料得以回收利用，不仅减少了环境污染，也会产生出巨大的经济效益。特别是如能将二次废料中价值最高的晶体硅粉得以回收并再用于制造太阳能多晶硅，这对我国减少多晶硅的进口是有重要意义的，所以说，从晶体硅切割废料中回收多晶硅是今后一个重要的发展方向。 （1）本项目可从多晶硅切割废料中提取出太阳能级多晶硅，其技术含量高、生产成本低、能耗小。生产的多晶硅可以替代国外进口产品，减少我国多晶硅的进口量，这对降低光伏能源成本，实现光伏能源的普及有重要意义。 (2) 本项目同时生产的副产品碳化硅制品的最大特点耐高温和耐磨性等性能远好于同类产品，且价格远优于国内同类产品，因此该副产品有着广阔的市场前景，市场竞争力强。该副产品作为耐火材料可广泛应用于冶金、陶瓷、能源、化工等行业。如钢铁厂高炉的炉窑内衬和钢包内衬、电解铝厂铝电解槽的侧部、火法炼锌的罐体的内衬等；如陶瓷行业所用窑炉内所用的窑板和棚板等。 (3) 产品附加值高：由于本项目所用原料主要是来源于光伏行业产生的切割废料，原料的来源丰富且价格便宜，产品的科技含量高，生产成本低，故产品的附加值高。本项目拥有CN103086378A, CN101941699A, CN102275925A, CN102241399A, CN101724902A, CN101671022B等多项专利。
东北大学
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
一种高效亲水化改性抗污染聚醚砜膜的制备方法及应用
本发明涉及一种高效亲水化改性抗污染聚醚砜膜的制备方法及应用。制备方法包括对纯聚醚砜膜的物理共混亲水化改性和化学接枝亲水化改性两个部分，通过表面引发的可逆加成断裂链转移聚合法(RAFT)合成亲水性嵌段聚合物，随后将其与聚醚砜物理共混，制备PES/PAA?F127?PAA膜；用电子转移活化再生催化剂?原子转移自由基聚合法(ARGET ATRP)合成强亲水性物质NH2?PDMAPS，在共混改性基础上，利用化学接枝方法制备高效亲水化改性抗污染聚醚砜膜。本发明使用高效绿色的RAFT和ARGET ATRP两种聚合方法设计分子，结构新颖，反应条件温和，亲水化改性方法效果更明显，在油水分离领域有广泛的应用前景。
东南大学
2021-04-11
等离子体辅助溶胶凝胶法制备高效氧化性催化剂的方法
本发明涉及一种等离子体辅助溶胶凝胶法制备高效氧化性催化剂的方法，利用等离子体中的活性粒子在常温下分解凝胶中的有机物和硝酸盐，制备得到活性组分为MnOx或MnCeOx的氧化性催化剂。本发明具有的优势效果在于：（1）对氮氧化物催化氧化具有较高的活性和选择性；（2）具有较宽的温度适应窗口；（3）制备工艺简单、成本较低，可广泛应用于烟气选择性催化氧化的脱硝催化剂制备过程。
浙江大学
2021-04-13
磷化铟纳米柱径向同质结阵列结构的制备及高效光电转换器件
1. 痛点问题
目前硅基太阳能电池占据着太阳能电池的主导地位，其中单晶硅电池转换效率已可以达到25%左右，但它们需要比较多的单晶硅材料，生产成本高。而对于多晶硅，由于缺陷较多，转换效率比较低。III-V族材料转换效率高，但是材料和生产成本居高不下，难以推广使用。虽然可以利用纳米柱阵列来提高光吸收能力及减少材料成本，但是由于纳米柱结构具有很大的表面积，载流子较大的表面复合严重影响着器件的性能，而且需要昂贵的设备生长径向异质结和控制掺杂浓度。
2. 解决方案
本项目提出一种磷化铟纳米柱径向同质结阵列结构的简单制备方法，目前已完成高效太阳能电池验证和原型器件的制备，另还有可见光探测器等在研。
本方法是在磷化铟纳米柱制备过程中，利用刻蚀气体中加入氢气，可以同时实现了磷化铟纳米柱阵列和径向同质结的制备，通过控制刻蚀时间及氢气含量，精确控制磷化铟表面掺杂浓度及深度，相比于其他生长径向同质结的方法，本方法设备简单，制备效率高。在降低成本方面，纳米柱结构相比于平面结构具有更好的陷光效应，只需使用少量的材料便可以实现高效光吸收。
合作需求
本项目下一步发展需求主要集中在与太阳能电池相关企业的技术和产品合作，优化和固定产品制作工艺流程，降低生产成本。其次是资本投资、政府政策等方面的扶持。需要的外部资源主要是产业的工程化和市场资源。
清华大学
2022-03-09
锂硫电池正极用粘结剂及其在锂硫电池制备中的应用
本发明属于电池粘结剂领域，提供了一种用于锂硫电池正极的粘结剂。所述粘结剂包括为糊化淀粉，该粘结剂由50～95wt%的糊化淀粉与50～5wt%的添加剂组成，所述添加剂为羟甲基纤维素钠或者聚乙烯醇中的至少一种。本发明还提供了一种所述粘结剂在锂硫电池制备中的应用。
四川大学
2017-12-28
紧固件用 Ti-3Al-5Mo-4.5V 钛合金棒材制备
Ti-3Al-5Mo-4.5V(俄罗斯牌号为 BT16，中国牌号为 TC16)钛合金是俄罗斯航空材料研究院首先开发的一种新型钛合金，该合金属于高强度钛合金，其塑性非常好，并且对缺口、偏斜等的应力集中敏感性较小，因此特别适应于冷镦法制造紧固件，如螺栓、螺钉、螺母和铆钉等，是俄罗斯航空和航天部门应用的主要标准件材料。 Ti-3Al-5Mo-4.5V钛合金特点是退火或淬火状态下具有较高的塑性，主要的产品是棒丝材。Ti-3Al-5Mo-4.5V 钛合金制造紧固件的最大优点是可以在冷镦后或再进行
江苏大学
2021-04-14
紧固件用Ti-3Al-5Mo-4.5V钛合金棒材制备
Ti-3Al-5Mo-4.5V(俄罗斯牌号为BT16，中国牌号为TC16)钛合金是俄罗斯航空材料研究院首先开发的一种新型钛合金，该合金属于高强度钛合金，其塑性非常好，并且对缺口、偏斜等的应力集中敏感性较小，因此特别适应于冷镦法制造紧固件，如螺栓、螺钉、螺母和铆钉等，是俄罗斯航空和航天部门应用的主要标准件材料。Ti-3Al-5Mo-4.5V 钛合金特点是退火或淬火状态下具有较高的塑性，主要的产品是棒丝材。 Ti-3Al-5Mo-4.5V 钛合金制造紧固件的最大优点是可以在冷镦后或再进行
江苏大学
2021-04-14
一种痕量铂修饰硫化钼高效析氢催化剂及其制备方法
本发明公开了一种痕量铂修饰硫化钼高效析氢催化剂及其制备方法，该催化剂由二水合钼酸钠、硫脲、碳布和铂丝/铂片，经水热反应和电沉积工艺制成。具体制备方法如下：将摩尔比为 1:3.5～1:4 的二水合钼酸钠与硫脲搅拌溶解于去离子水中，将溶液转移到反应釜中，加入碳布进行水热反应，然后自然冷却至室温，取出碳布，超声清洗、干燥，将获得的产物直接作为工作电极，铂丝或铂片同时作为对电极·827·和铂源，用 0.5M-H
华中科技大学
2021-04-14