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項(xiàng)目成果/簡(jiǎn)介:目前鋰離子電池的能量密度已經(jīng)越來(lái)越不能滿足其在電動(dòng)汽車、智能手機(jī)和大規(guī)模儲(chǔ)能方面的應(yīng)用。鋰離子電池的能量密度低主要是因?yàn)樗捎玫恼?fù)極材料的比容量較低，尤其是負(fù)極材料石墨，其理論比容量為 372 mAh/g。目前研究最多的、最具有商業(yè)化前景的負(fù)極材料為硅基負(fù)極材料，其理論比容量為 4200 mAh/g，是石墨的十倍以上。據(jù)招商證券預(yù)計(jì)，硅基負(fù)極材料在 2020 年的市場(chǎng)使用量接近于 5 萬(wàn)噸，銷售額接近于 50 億。 然而硅基材料在充放電過(guò)程中較大的體積變化率（>300%）限制了其商業(yè)化應(yīng)用，較大的體積變化導(dǎo)致極片碎裂以及電解液在材料表面持續(xù)分解，從而造成其循環(huán)性能劇烈下降。另外，硅基材料為半導(dǎo)體，其導(dǎo)電性較差，從而導(dǎo)致硅基負(fù)極材料的倍率性能較差。如何解決硅基負(fù)極材料這兩大缺點(diǎn)是普及硅基材料在鋰離子電池應(yīng)用的關(guān)鍵。 陳永勝教授課題組結(jié)合在納米技術(shù)和石墨烯材料領(lǐng)域的專長(zhǎng)，經(jīng)過(guò)近 10 幾年的研究，采用低成本的原材料、易工業(yè)化的工藝技術(shù)制備了石墨烯包覆的硅基負(fù)極材料，主要技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)包括：1）采用獨(dú)特的、具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的納米技術(shù)將大粒徑的硅粉進(jìn)行納米化處理，納米化大大緩解了硅在充放電過(guò)程中體積變化的問(wèn)題，從而從根本上解決了硅基負(fù)極材料循環(huán)性能差的問(wèn)題；2）石墨烯包覆則充分發(fā)揮了石墨烯導(dǎo)電導(dǎo)熱性能好、機(jī)械性能優(yōu)異、電化學(xué)性能穩(wěn)定等特點(diǎn)，改善了材料的鋰離子擴(kuò)散性能和電子導(dǎo)電性，大大提高了功率特性； 14隔絕了硅與電解液的直接接觸，抑制副反應(yīng)造成的電解液分解和材料侵蝕，提高了首次效率，延緩了使用過(guò)程中的壽命衰減；進(jìn)一步減緩了充放電過(guò)程中硅的體積變化，維持材料結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，極大地提升了循環(huán)特性。效益分析:陳永勝教授課題組發(fā)明的石墨烯包覆硅基負(fù)極材料，從制備過(guò)程上講，具有工藝簡(jiǎn)單、成本低廉、易工業(yè)化的特點(diǎn)；從性能上講，具有比容量高、穩(wěn)定性好、壓實(shí)密度大等優(yōu)點(diǎn)，與高比容量正極組成的鋰離子電池的能量密度是當(dāng)前商業(yè)化鋰離子電池能量密度的數(shù)倍以上。

目前鋰離子電池的能量密度已經(jīng)越來(lái)越不能滿足其在電動(dòng)汽車、智能手機(jī)和大規(guī)模儲(chǔ)能方面的應(yīng)用。鋰離子電池的能量密度低主要是因?yàn)樗捎玫恼?fù)極材料的比容量較低，尤其是負(fù)極材料石墨，其理論比容量為 372 mAh/g。目前研究最多的、最具有商業(yè)化前景的負(fù)極材料為硅基負(fù)極材料，其理論比容量為 4200 mAh/g，是石墨的十倍以上。據(jù)招商證券預(yù)計(jì)，硅基負(fù)極材料在 2020 年的市場(chǎng)使用量接近于 5 萬(wàn)噸，銷售額接近于 50 億。 然而硅基材料在充放電過(guò)程中較大的體積變化率（>300%）限制了其商業(yè)化應(yīng)用，較大的體積變化導(dǎo)致極片碎裂以及電解液在材料表面持續(xù)分解，從而造成其循環(huán)性能劇烈下降。另外，硅基材料為半導(dǎo)體，其導(dǎo)電性較差，從而導(dǎo)致硅基負(fù)極材料的倍率性能較差。如何解決硅基負(fù)極材料這兩大缺點(diǎn)是普及硅基材料在鋰離子電池應(yīng)用的關(guān)鍵。 陳永勝教授課題組結(jié)合在納米技術(shù)和石墨烯材料領(lǐng)域的專長(zhǎng)，經(jīng)過(guò)近 10 幾年的研究，采用低成本的原材料、易工業(yè)化的工藝技術(shù)制備了石墨烯包覆的硅基負(fù)極材料，主要技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)包括：1）采用獨(dú)特的、具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的納米技術(shù)將大粒徑的硅粉進(jìn)行納米化處理，納米化大大緩解了硅在充放電過(guò)程中體積變化的問(wèn)題，從而從根本上解決了硅基負(fù)極材料循環(huán)性能差的問(wèn)題；2）石墨烯包覆則充分發(fā)揮了石墨烯導(dǎo)電導(dǎo)熱性能好、機(jī)械性能優(yōu)異、電化學(xué)性能穩(wěn)定等特點(diǎn)，改善了材料的鋰離子擴(kuò)散性能和電子導(dǎo)電性，大大提高了功率特性； 14隔絕了硅與電解液的直接接觸，抑制副反應(yīng)造成的電解液分解和材料侵蝕，提高了首次效率，延緩了使用過(guò)程中的壽命衰減；進(jìn)一步減緩了充放電過(guò)程中硅的體積變化，維持材料結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，極大地提升了循環(huán)特性。

本項(xiàng)目采用隧道結(jié)技術(shù)實(shí)現(xiàn)疊層太陽(yáng)能電池的制備，擴(kuò)展電池的光譜收集范圍，提高電池的轉(zhuǎn)換效率。 一、項(xiàng)目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡(jiǎn)介 太陽(yáng)能是大自然賜予人類最清潔，最豐富的能源資源，目前商用的太陽(yáng)能電池以晶體硅電池為主，由于晶體硅消耗硅料較多，近年來(lái)人們一直致力于開(kāi)發(fā)硅薄膜電池。非晶硅薄膜電池已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化生產(chǎn)并有了一定的市場(chǎng)份額，但它仍存在不足之處，包括光致衰減效應(yīng)和轉(zhuǎn)換效率不高(約6％)等。本項(xiàng)目在國(guó)家863計(jì)劃課題(2006AA03Z219)支持下，開(kāi)展了以多晶硅薄膜、微晶硅薄膜和納米晶薄膜的制備和相關(guān)材料的單結(jié)與疊層硅基太陽(yáng)能電池關(guān)鍵技術(shù)研究，已經(jīng)申請(qǐng)發(fā)明專利5項(xiàng)，發(fā)表科研論文20余篇。 三、創(chuàng)新點(diǎn)以及主要技術(shù)指標(biāo) 1.利用LPCVD方法和自擴(kuò)散技術(shù)生長(zhǎng)多晶硅p-n結(jié)，結(jié)合層轉(zhuǎn)移技術(shù)制備多晶硅薄膜太陽(yáng)能電池； 2．采用金屬誘導(dǎo)晶化和快速熱處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)多晶硅薄膜的制備并在低溫下制備太陽(yáng)能電池； 3.在PECVD和HWCVD生長(zhǎng)硅薄膜時(shí)，通過(guò)生長(zhǎng)溫度，氣體流量，氫氣稀釋比，腔室氣壓等參數(shù)實(shí)現(xiàn)微晶硅或者納米晶薄膜的生長(zhǎng)； 4.采用雙層膜技術(shù)減小表面處入射光的反射并實(shí)現(xiàn)表面鈍化，提高入射光的收集率和少數(shù)載流子壽命； 5.采用高低結(jié)結(jié)構(gòu)增加光生載流子的收集效率； 6.采用隧道結(jié)技術(shù)實(shí)現(xiàn)疊層太陽(yáng)能電池的制備，擴(kuò)展電池的光譜收集范圍，提高電池的轉(zhuǎn)換效率。 四、知識(shí)產(chǎn)權(quán)及獲獎(jiǎng) 國(guó)家863項(xiàng)目(2006AA03Z219)

圖像傳感器，是一種常用的光電探測(cè)器件，它能將光子信號(hào)轉(zhuǎn)換成電子信號(hào)，被廣泛地應(yīng)用在高性能光譜儀、數(shù)碼相機(jī)以及其他的電子光學(xué)設(shè)備中。普通的CCD、CMOS硅基探測(cè)器能獲得高量子效率的光譜響應(yīng)范圍在400~900nm波段，在紫外波段，由于多晶硅柵的吸收系數(shù)很大，這就意味著紫外光子在極端淺（小于2nm）的表層被吸收，導(dǎo)致其在波長(zhǎng)小于400nm的紫外波段量子效率（QE）極低。紫外量子效率低的缺陷限制了前照式硅基探測(cè)器在航空業(yè)、工業(yè)以及制造業(yè)等領(lǐng)域中的應(yīng)用。因此，研制寬波段硅基探測(cè)器件使其響應(yīng)范圍延伸到紫外和深紫外波段是國(guó)內(nèi)外紫外探測(cè)領(lǐng)域的迫切需要。

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于硅基液晶的波長(zhǎng)分辨監(jiān)測(cè)方法。基于硅 基液晶在同樣的偏置電壓下，對(duì)不同波長(zhǎng)入射光有不同的相位調(diào)制的 特性，對(duì)在硅基液晶波長(zhǎng)工作范圍內(nèi)的光信號(hào)實(shí)現(xiàn)分析與監(jiān)測(cè)，并能 在入射光波長(zhǎng)未知的條件下，對(duì)該波長(zhǎng)進(jìn)行測(cè)量，并能隨著相位調(diào)制 精度的提高，提高波長(zhǎng)的分辨精度。本發(fā)明元件少，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊 湊，對(duì)光路的準(zhǔn)直要求不高，無(wú)需苛刻光路的耦合與復(fù)雜操作就能進(jìn) 行波長(zhǎng)的分辨，并且有著與入射光偏振態(tài)無(wú)關(guān)的特性，在分辨出波長(zhǎng) 的同時(shí)，還能對(duì)入射光束的偏振態(tài)進(jìn)行測(cè)量，適用范圍更廣。 

采用光互連技術(shù)可以有效的解決集成電路進(jìn)一步發(fā)展的尺寸限制同時(shí)可以極大的提高芯片間信息傳輸?shù)乃俣群皖l率。Si基光子集成是實(shí)現(xiàn)集成電路光互聯(lián)的核心技術(shù)和重要研究方向。然而，Si因?yàn)槠溟g接帶系的特性很難作為發(fā)光材料使得Si基光源的缺失成為制約Si基光子芯片的瓶頸，而傳統(tǒng)Ⅲ-Ⅴ族材料如GaAs，InP等由于優(yōu)良的光電轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)在光電子器件領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。因此，Si基與Ⅲ-Ⅴ的集成是實(shí)現(xiàn)Si基光子芯片的一種理想途徑。

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于硅基液晶的波長(zhǎng)分辨監(jiān)測(cè)方法。基于硅 基液晶在同樣的偏置電壓下，對(duì)不同波長(zhǎng)入射光有不同的相位調(diào)制的 特性，對(duì)在硅基液晶波長(zhǎng)工作范圍內(nèi)的光信號(hào)實(shí)現(xiàn)分析與監(jiān)測(cè)，并能 在入射光波長(zhǎng)未知的條件下，對(duì)該波長(zhǎng)進(jìn)行測(cè)量，并能隨著相位調(diào)制 精度的提高，提高波長(zhǎng)的分辨精度。本發(fā)明元件少，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊 湊，對(duì)光路的準(zhǔn)直要求不高，無(wú)需苛刻光路的耦合與復(fù)雜操作就能進(jìn) 行波長(zhǎng)的分辨，并且有著與入射光偏振態(tài)無(wú)關(guān)的特性，在分辨

一種基于硅基液晶的波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)，屬于光交換器件，解決現(xiàn) 有基于硅基液晶的波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)輸出端口數(shù)量受到限制的問(wèn)題。本發(fā) 明由設(shè)置在光路上的輸入單模光纖、偏振轉(zhuǎn)換組件、反射鏡、傅里葉 透鏡、衍射光柵、硅基液晶相位空間光調(diào)制器、自聚焦準(zhǔn)直透鏡陣列 和輸出二維單模光纖陣列構(gòu)成。本發(fā)明對(duì)需要交換的光束利用硅基液 晶相位空間光調(diào)制器實(shí)現(xiàn)二維偏轉(zhuǎn)，使波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)輸出光纖陣列的 光束由一維向二維轉(zhuǎn)化，能夠大幅度增加波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)輸出端

一種基于硅基液晶的波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)，屬于光交換器件，解決現(xiàn) 有基于硅基液晶的波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)輸出端口數(shù)量受到限制的問(wèn)題。本發(fā) 明由設(shè)置在光路上的輸入單模光纖、偏振轉(zhuǎn)換組件、反射鏡、傅里葉 透鏡、衍射光柵、硅基液晶相位空間光調(diào)制器、自聚焦準(zhǔn)直透鏡陣列 和輸出二維單模光纖陣列構(gòu)成。本發(fā)明對(duì)需要交換的光束利用硅基液 晶相位空間光調(diào)制器實(shí)現(xiàn)二維偏轉(zhuǎn)，使波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)輸出光纖陣列的 光束由一維向二維轉(zhuǎn)化，能夠大幅度增加波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)輸出端

中拓生物有限公司位于臨沂國(guó)家高新技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)，注冊(cè)資金5000萬(wàn)元，是一家是專業(yè)從事體外診斷試劑、醫(yī)療設(shè)備及醫(yī)療耗材研發(fā)、生產(chǎn)、銷售的國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)，公司致力于為人類健康提供有價(jià)值的診斷產(chǎn)品和服務(wù)。 公司擁有專業(yè)的研發(fā)、生產(chǎn)和管理運(yùn)營(yíng)團(tuán)隊(duì)，具備自主研發(fā)制造試劑、設(shè)備的系統(tǒng)化專業(yè)能力，現(xiàn)已完成從試劑產(chǎn)品、醫(yī)療設(shè)備到專業(yè)化檢驗(yàn)服務(wù)的全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展布局，通過(guò)產(chǎn)品整合，可滿足醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室90%以上需求。 中拓生物自成立之初便將產(chǎn)品質(zhì)量視為企業(yè)的生命，嚴(yán)格按照醫(yī)療器械生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范及體外診斷試劑附錄要求進(jìn)行管理。2018年通過(guò)了華光認(rèn)證的ISO13485和ISO9001管理體系認(rèn)證，將來(lái)自國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)融入自己的產(chǎn)品，不斷推動(dòng)中國(guó)檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)產(chǎn)品的創(chuàng)新與體外診斷產(chǎn)品創(chuàng)新技術(shù)的進(jìn)步。自主研發(fā)出三類核心產(chǎn)品：生化檢測(cè)試劑、血液分析試劑、分子診斷試劑。試劑產(chǎn)品種類繁多，涵蓋了肝功類、血脂類、腎功類、心肌類、離子類、糖化代謝類、胰腺功能類、胃功能類、特種蛋白類、自由基類、核酸分子診斷等120余種體外診斷試劑測(cè)定試劑盒，服務(wù)涉及免疫檢測(cè)、微生物檢測(cè)、生化檢測(cè)、核酸檢測(cè)等領(lǐng)域，能夠?yàn)獒t(yī)療機(jī)構(gòu)提供全面的診斷產(chǎn)品和整體服務(wù)。