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作為一種新的太陽能電池電池技術(shù)，有機太陽能電池具有低成本、柔性、半透明、可大面積溶液印刷等優(yōu)點；在應(yīng)用方面，可與當前基于硅等的無機太陽能電池形成優(yōu)勢互補。特別指出的是，與鈣鈦礦太陽能電池相比，有機太陽能電池還具有環(huán)境友好的優(yōu)點，在使用過程中以及使用后處理方面不會產(chǎn)生重金屬污染，其所使用的少量有機材料都是可降解的有機染料類化合物。效率、成本和穩(wěn)定性是所以太陽能電池能否應(yīng)用的關(guān)鍵要素。有機太陽能的效率目前和其它最好的太陽能電池之間的差距正在迅速縮小，目前我們實驗室已經(jīng)獲得超過 1515%的效率，是有機太陽能電池領(lǐng)域世界最高效率；成本方面，OPV具有巨大優(yōu)勢，有機材料分子結(jié)構(gòu)多樣性，成本低廉；壽命方面，因成本低廉，產(chǎn)業(yè)界對有機太陽能電池壽命的要求不如無機太陽能電池，10 年左右的壽命可以完全滿足商業(yè)化應(yīng)用，已有研究表明，OPV 壽命達到 5-7 年沒有問題，隨著研究深入，提高的 10 年以上會很快實現(xiàn)。 本項目圍繞有機太陽能電池的關(guān)鍵材料開展系統(tǒng)研究，1）提出了新的材料設(shè)計理念，發(fā)展了系列具有獨立自主知識產(chǎn)權(quán)的活性層材料；2）發(fā)展了成熟的高效率有機太陽能電池制備工藝技術(shù)，制備了系列高效率有機太陽能電池光伏器件，不斷刷新領(lǐng)域內(nèi)最高太陽能電池光電轉(zhuǎn)化效率；3）制備了低成本、可溶液印刷柔性的透明電極，應(yīng)用于有機太陽能電池，獲得了與目前常規(guī)透明電極，如 ITO，完全相當性能。

本發(fā)明公開了一種氧化鋅納米纖維同質(zhì)P-N結(jié)器件及其制備方法，屬于納米材料和半導(dǎo)體器件領(lǐng)域。采用靜電紡絲技術(shù)進行二次紡絲，形成交叉結(jié)構(gòu)納米纖維P-N結(jié)氧化鋅半導(dǎo)體，制備方法簡單，成本較低，適宜批量生產(chǎn)，由此方法制得的含有交叉結(jié)構(gòu)納米纖維P-N結(jié)的氧化鋅納米纖維同質(zhì)P-N結(jié)器件具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、性能穩(wěn)定可靠、實用性強的優(yōu)點。

1. 痛點問題 目前硅基太陽能電池占據(jù)著太陽能電池的主導(dǎo)地位，其中單晶硅電池轉(zhuǎn)換效率已可以達到25%左右，但它們需要比較多的單晶硅材料，生產(chǎn)成本高。而對于多晶硅，由于缺陷較多，轉(zhuǎn)換效率比較低。III-V族材料轉(zhuǎn)換效率高，但是材料和生產(chǎn)成本居高不下，難以推廣使用。雖然可以利用納米柱陣列來提高光吸收能力及減少材料成本，但是由于納米柱結(jié)構(gòu)具有很大的表面積，載流子較大的表面復(fù)合嚴重影響著器件的性能，而且需要昂貴的設(shè)備生長徑向異質(zhì)結(jié)和控制摻雜濃度。 2. 解決方案 本項目提出一種磷化銦納米柱徑向同質(zhì)結(jié)陣列結(jié)構(gòu)的簡單制備方法，目前已完成高效太陽能電池驗證和原型器件的制備，另還有可見光探測器等在研。 本方法是在磷化銦納米柱制備過程中，利用刻蝕氣體中加入氫氣，可以同時實現(xiàn)了磷化銦納米柱陣列和徑向同質(zhì)結(jié)的制備，通過控制刻蝕時間及氫氣含量，精確控制磷化銦表面摻雜濃度及深度，相比于其他生長徑向同質(zhì)結(jié)的方法，本方法設(shè)備簡單，制備效率高。在降低成本方面，納米柱結(jié)構(gòu)相比于平面結(jié)構(gòu)具有更好的陷光效應(yīng)，只需使用少量的材料便可以實現(xiàn)高效光吸收。 合作需求 本項目下一步發(fā)展需求主要集中在與太陽能電池相關(guān)企業(yè)的技術(shù)和產(chǎn)品合作，優(yōu)化和固定產(chǎn)品制作工藝流程，降低生產(chǎn)成本。其次是資本投資、政府政策等方面的扶持。需要的外部資源主要是產(chǎn)業(yè)的工程化和市場資源。

本項目提出并發(fā)展了通用的硅基二維半導(dǎo)體材料范德華外延技術(shù), 實現(xiàn)了多種層狀和非層狀半導(dǎo)體材料的二維薄膜可控生長，解決了傳統(tǒng)外延方法中存在的晶格失配、熱失配等多物理失配技術(shù)難題，開辟了非層狀材料在二維電子器件領(lǐng)域的研究新方向。 一、項目分類 重大科學(xué)前沿創(chuàng)新 二、成果簡介 基于新材料、新架構(gòu)的硅基高密度集成信息功能器件的自主發(fā)展是國家重大戰(zhàn)略需求。本項目圍繞新型低維半導(dǎo)體材料的大規(guī)?？煽刂苽?、物性調(diào)控及其電子、光電器件展開系統(tǒng)研究，主要技術(shù)創(chuàng)新點有： 一、二維半導(dǎo)體材料及其異質(zhì)結(jié)構(gòu)的大規(guī)?？煽刂苽洹１卷椖刻岢霾l(fā)展了通用的硅基二維半導(dǎo)體材料范德華外延技術(shù), 實現(xiàn)了多種層狀和非層狀半導(dǎo)體材料的二維薄膜可控生長，解決了傳統(tǒng)外延方法中存在的晶格失配、熱失配等多物理失配技術(shù)難題，開辟了非層狀材料在二維電子器件領(lǐng)域的研究新方向。在晶圓級二維半導(dǎo)體材料的基礎(chǔ)上構(gòu)建出大規(guī)模的二維異質(zhì)結(jié)構(gòu)，得到了具有高可靠性和穩(wěn)定性的集成器件。相關(guān)成果發(fā)表在Science Advances、Advanced Materials等國際知名刊物上，共計40余篇，授權(quán)專利16項；與中國電子科技集團公司第十三研究所等合作，成功實現(xiàn)了非層狀GaN在大失配硅基襯底上的高質(zhì)量外延，為第三代半導(dǎo)體的硅基集成提供了新的技術(shù)路線。 二、基于低維半導(dǎo)體材料的高靈敏光電器件。本項目通過發(fā)展高質(zhì)量硫族半導(dǎo)體的外延生長新工藝，系統(tǒng)研究了MoTe2、PbS、CdTe等30余種二維半導(dǎo)體材料的光電性質(zhì)，極大地拓展了傳統(tǒng)的半導(dǎo)體光電材料體系；首次提出一種橋接的異質(zhì)結(jié)構(gòu)筑方式，大大降低了范德華間隙引入的光生載流子注入勢壘，獲得了高性能二維異質(zhì)結(jié)光電器件；發(fā)展了納米線場效應(yīng)晶體管器件表面修飾方法，調(diào)節(jié)晶體管特性為強增強型，利用這種設(shè)計，實現(xiàn)了“鎖鑰”式高選擇性、高靈敏度氣體檢測器件。本項目實現(xiàn)了從深紫外區(qū)到中遠紅外區(qū)的寬波段高靈敏度檢測，相關(guān)成果發(fā)表在Science Advances、ACS Nano等國際知名刊物上，共計30余篇，授權(quán)專利6項。 三、后摩爾時代新型低維電子信息器件。本項目基于低維半導(dǎo)體材料及其異質(zhì)結(jié)構(gòu)的物性調(diào)控，首次提出了二維半導(dǎo)體材料中的“增強陷阱效應(yīng)”物理模型，實現(xiàn)了高性能的亞帶隙紅外探測器和非易失性光電存儲器；利用雙極性溝道中橫向載流子分布的特定電場依賴性，在二維黑磷晶體管中實現(xiàn)了室溫負微分電阻特性；通過構(gòu)筑亞5 nm溝道二維鐵電負電容晶體管，使得亞閾值擺幅突破玻爾茲曼物理極限，有效降低了器件能耗；創(chuàng)新性的提出多層二維范德華非對稱異質(zhì)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了器件高性能與多功能的集成，器件性能為當時最高指標；發(fā)展了新型存算一體架構(gòu)電子器件技術(shù)，首次演示了兼具信息存儲和處理能力的二維單極性憶阻器，有望突破當前算力瓶頸，提供集成電路發(fā)展的新途徑。相關(guān)成果發(fā)表在Nature Electronics、Nature Communications等國際知名刊物上，共計60余篇，授權(quán)專利7項。

本發(fā)明公開了一種非易失性高密度三維半導(dǎo)體存儲器件，該存 儲器件由芯殼型納米線作為 NAND 串組成，所述 NAND 串垂直于襯 底。利用芯殼型納米線作為 NAND 串制作存儲器件，不僅使器件的結(jié) 構(gòu)更加簡單，也減少了原有器件制作過程中復(fù)雜的制造工藝步驟，簡 化了制備過程，對降低制造成本有積極作用

本發(fā)明公開了一種傳輸線和漏波天線復(fù)用器件及其波束掃描方法，所述器件包括介質(zhì)基板，分別位于介質(zhì)基板上下表面的金屬條帶和金屬地板，以及通過過孔連接金屬地板和金屬條帶的周期性交替排列的電容和變?nèi)荻O管。金屬條帶包括兩端的漸變微帶線結(jié)構(gòu)和中間的人工表面等離激元結(jié)構(gòu)。當變?nèi)荻O管的容值與固定電容的容值一致時，該器件的表面阻抗一致，實現(xiàn)傳輸線的功能；當變?nèi)荻O管的容值與固定電容的容值不一致時，該器件的表面阻抗得到周期性調(diào)制，實現(xiàn)漏波天線輻射功能。采用電壓作為調(diào)節(jié)手段，隨著電壓的改變能夠?qū)崿F(xiàn)波束定頻掃描； 該器件制造簡單、操作方便、容易集成，只需要一步光刻過程，不僅節(jié)省造價，而且避免了多層結(jié)構(gòu)引發(fā)的加工誤差。

網(wǎng)絡(luò)化服務(wù)集成平臺是設(shè)計、實施網(wǎng)絡(luò)化服務(wù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。本成果建立了通用的網(wǎng) 絡(luò)化服務(wù)與工程支持信息集成平臺，集成企業(yè)相關(guān)的服務(wù)資源，為企業(yè)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化服務(wù) 系統(tǒng)提供技術(shù)的支持。本項目涉及信息技術(shù)、自動化技術(shù)、制造技術(shù)和管理技術(shù)等多個科學(xué)研究領(lǐng)域，成 果來自于多個相關(guān)的理論研究和工業(yè)實施項目。成果已經(jīng)應(yīng)用于上海大眾汽車有限公司、 沈陽機床集團、無錫機床集團等企業(yè)，相關(guān)成果正在機床、電氣等行業(yè)推廣。 同時，本項目通過中德合作，探索了一條高校、企業(yè)和外國高校以及外國企業(yè)之間 合作研究開發(fā)項目的新模式，打開了中德交流合作模式的另一扇窗口。

本技術(shù)成果提出了以silverlight技術(shù)為基礎(chǔ)、以 多維度發(fā)布數(shù)據(jù)融合為表現(xiàn)方式、以WCF技術(shù)為數(shù) 據(jù)庫訪問及通信方式的區(qū)域空氣質(zhì)量實施發(fā)布的技 術(shù)路線，結(jié)合自主研發(fā)的區(qū)域空氣質(zhì)量空間分析的 優(yōu)化算法，提出了空氣質(zhì)量 -氣象場 -地理信息等 要素多維集成動態(tài)展示的技術(shù)方法，通過交互與融 合，共同形成了我國新一代區(qū)域空氣質(zhì)量實施發(fā)布 業(yè)務(wù)平臺，不僅提高了我國空氣質(zhì)量實時發(fā)布與表 征能力，并且為區(qū)域空氣質(zhì)量監(jiān)測預(yù)警、信息公開 和環(huán)境管理提供了強有力的技術(shù)手段與分析工具。

適用于村鎮(zhèn)、別墅區(qū)、風(fēng)景旅游區(qū)、養(yǎng)老院、廠礦、畜禽養(yǎng)殖場、垃圾填埋場等遠離污水管網(wǎng)的地區(qū)進行雨污水處理，以及提升河道、人工湖等地表水體景觀的可持續(xù)自凈容量與游憩性的多元化服務(wù)功能生態(tài)建設(shè)領(lǐng)域通過在綠地下添加改性濾料、種植特定耐水濕樹木，將綠地或地表水坡岸作為理化與生化的生態(tài)智能控制凈化反應(yīng)器，形成動植物、微生物與水體污染物之間自組裝的物質(zhì)循環(huán)及生態(tài)動力學(xué)自凈系統(tǒng)；通過綠地或坡岸下嵌入生態(tài)智能控制凈化反應(yīng)箱，將天然凈化反應(yīng)器與地表水體廊道式凈水裝置合用，實現(xiàn)了地表水坡岸生態(tài)基礎(chǔ)建設(shè)功能的多元化，及維系地表水可持續(xù)自然凈化的一種創(chuàng)新性體驗。確保凈化裝置所具有一勞永逸的可持續(xù)性成效  

隨著高爐冶煉強度的提高和優(yōu)質(zhì)煉焦煤資源的緊缺加劇，以熱性質(zhì)為重點的焦炭質(zhì)量優(yōu)化制備技術(shù)得到冶金界越來越重視。從煉焦煤性質(zhì)、配煤原理、配煤技術(shù)、焦炭分子和微晶結(jié)構(gòu)、焦炭熱性質(zhì)控制因素、焦炭爐外處理技術(shù)及降低焦炭制備成本等方面持續(xù)研究焦炭優(yōu)化生產(chǎn)理論和技術(shù)，提出了焦炭微結(jié)構(gòu)與熱性質(zhì)的定向控制的集成技術(shù)。 利用現(xiàn)代分析儀器XRD/XPS/SEM/TEM/ROMAN/AFM等全面系統(tǒng)的研究焦炭的碳微晶結(jié)構(gòu)、氣孔結(jié)構(gòu)，以及礦物質(zhì)的化學(xué)組成等，提出了表征焦炭碳微晶的微晶化度、表征氣孔性質(zhì)的氣孔粗糙度、表征礦物質(zhì)對焦炭化學(xué)反應(yīng)催化作用的催化指數(shù)等參數(shù)，揭示了控制焦炭熱性質(zhì)的本征因素是焦炭微晶化度－氣孔結(jié)構(gòu)參數(shù)－催化指數(shù)。 將冶金焦炭作為多孔脆性材料，運用材料力學(xué)及其破碎斷裂有關(guān)理論，研究了焦炭在加熱過程中的形貌變化、高溫?zé)崤蛎浶阅?、高溫彈性模量、高溫抗拉抗折強度等，提出了焦炭熱性質(zhì)的新概念。 在全面系統(tǒng)的研究了煉焦煤性質(zhì)和配伍性、配煤煉焦過程機理及其與焦炭熱性質(zhì)關(guān)系的基礎(chǔ)上，提出了“碳合金”配煤新概念和初步實現(xiàn)焦炭微晶結(jié)構(gòu)定向控制，建立了基于碳合金配煤理論的焦炭冷熱強度預(yù)測模型，擴大了煉焦煤源，使大型高爐用焦炭配煤中不粘煤配比最高可達到20％，可產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟和社會效益。 針對優(yōu)質(zhì)煉焦煤源日益緊缺的狀況，提出了進一步提高焦炭熱性質(zhì)的爐外處理技術(shù)設(shè)想，并在實驗室內(nèi)詳細研究了基于化學(xué)催化理論的負催化技術(shù)、化學(xué)氣相熱解沉積理論的表面處理技術(shù)等對提高焦炭熱性質(zhì)的作用，表明合適的爐外處理技術(shù)可以大幅度提高焦炭熱性質(zhì)。