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作為一種新的太陽能電池電池技術(shù)，有機(jī)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(diǎn)；在應(yīng)用方面，可與當(dāng)前基于硅等的無機(jī)太陽能電池形成優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。特別指出的是，與鈣鈦礦太陽能電池相比，有機(jī)太陽能電池還具有環(huán)境友好的優(yōu)點(diǎn)，在使用過程中以及使用后處理方面不會(huì)產(chǎn)生重金屬污染，其所使用的少量有機(jī)材料都是可降解的有機(jī)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(jī)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(shí)驗(yàn)室已經(jīng)獲得超過 1515%的效率，是有機(jī)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(shì)，有機(jī)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(duì)有機(jī)太陽能電池壽命的要求不如無機(jī)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(dá)到 5-7 年沒有問題，隨著研究深入，提高的 10 年以上會(huì)很快實(shí)現(xiàn)。 本項(xiàng)目圍繞有機(jī)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(jì)理念，發(fā)展了系列具有獨(dú)立自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的活性層材料；2）發(fā)展了成熟的高效率有機(jī)太陽能電池制備工藝技術(shù)，制備了系列高效率有機(jī)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(jī)太陽能電池，獲得了與目前常規(guī)透明電極，如 ITO，完全相當(dāng)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(jìn)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(jiǎn)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(shí)用性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。

1. 痛點(diǎn)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(dá)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(duì)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(yán)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(xiàng)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(jiǎn)單制備方法，目前已完成高效太陽能電池驗(yàn)證和原型器件的制備，另還有可見光探測(cè)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(shí)實(shí)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(shí)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(jiǎn)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(shí)現(xiàn)高效光吸收。 合作需求 本項(xiàng)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(chǎng)資源。

本項(xiàng)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(shí)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(xiàng)目分類 重大科學(xué)前沿創(chuàng)新 二、成果簡(jiǎn)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(xiàng)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(diǎn)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?xiàng)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(shí)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(jí)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(jì)40余篇，授權(quán)專利16項(xiàng)；與中國電子科技集團(tuán)公司第十三研究所等合作，成功實(shí)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(xiàng)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(shì)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(chǎng)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(qiáng)增強(qiáng)型，利用這種設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了“鎖鑰”式高選擇性、高靈敏度氣體檢測(cè)器件。本項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了從深紫外區(qū)到中遠(yuǎn)紅外區(qū)的寬波段高靈敏度檢測(cè)，相關(guān)成果發(fā)表在Science Advances、ACS Nano等國際知名刊物上，共計(jì)30余篇，授權(quán)專利6項(xiàng)。 三、后摩爾時(shí)代新型低維電子信息器件。本項(xiàng)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(qiáng)陷阱效應(yīng)”物理模型，實(shí)現(xiàn)了高性能的亞帶隙紅外探測(cè)器和非易失性光電存儲(chǔ)器；利用雙極性溝道中橫向載流子分布的特定電場(chǎng)依賴性，在二維黑磷晶體管中實(shí)現(xiàn)了室溫負(fù)微分電阻特性；通過構(gòu)筑亞5 nm溝道二維鐵電負(fù)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(duì)稱異質(zhì)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了器件高性能與多功能的集成，器件性能為當(dāng)時(shí)最高指標(biāo)；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(chǔ)和處理能力的二維單極性憶阻器，有望突破當(dāng)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(jì)60余篇，授權(quán)專利7項(xiàng)。

本發(fā)明公開了一種非易失性高密度三維半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，該存 儲(chǔ)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(chǔ)器件，不僅使器件的結(jié) 構(gòu)更加簡(jiǎn)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(jiǎn) 化了制備過程，對(duì)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(dāng)變?nèi)荻O管的容值與固定電容的容值一致時(shí)，該器件的表面阻抗一致，實(shí)現(xiàn)傳輸線的功能；當(dāng)變?nèi)荻O管的容值與固定電容的容值不一致時(shí)，該器件的表面阻抗得到周期性調(diào)制，實(shí)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(jiǎn)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(jià)，而且避免了多層結(jié)構(gòu)引發(fā)的加工誤差。

本發(fā)明公開了一種光伏光熱一體化裝置，包括光伏模塊、溫控箱、預(yù)熱水儲(chǔ)水箱和太陽能熱水器；其中，光伏模塊包括光伏電池和水流通道，水流通道的進(jìn)水口與外界自來水管路連通，水流通道的出水口連通溫控箱，溫控箱通過虹吸管與預(yù)熱水儲(chǔ)水箱連通；預(yù)熱水儲(chǔ)水箱底部設(shè)有冷水進(jìn)口和冷水出口，預(yù)熱水儲(chǔ)水箱冷水出口通過出水管路與太陽能熱水器連通，預(yù)熱水儲(chǔ)水箱冷水入口連通外界自來水管路；太陽能熱水器底部安裝有熱水出水管道。本發(fā)明光伏光熱一體化裝置利用自來水冷卻光伏電池，一方面提高了光伏電池的發(fā)電效率，另一方面也有效回收利用了光伏電池的熱能，將升溫的冷卻水儲(chǔ)存，使用時(shí)通入太陽能熱水器，利用了廢熱，減少了加熱時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能。

太陽能光伏發(fā)電綠色無污染，而且我國太陽能資源豐富，水平面總輻射約 1680 吉瓦（1 吉瓦=1000 兆瓦=109瓦），大部分可以用于太陽能光伏發(fā)電。隨著光伏材料以及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，光伏發(fā)電成本已經(jīng)大幅度降低，光伏能源作為一種新型清潔能源在我國的應(yīng)用規(guī)模迅速增長。光伏發(fā)電已經(jīng)跨越了示范應(yīng)用階段，進(jìn)入了大規(guī)模推廣的階 段。近年來，光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)規(guī)模迅速增長。截止到 2015 年 6 月底，中國光伏發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到了 35.78 吉瓦，其中光伏電站 30.07吉瓦，分布式光伏 5.71 吉瓦。根據(jù)美國 IHS 咨詢公司預(yù)計(jì)，2015 年全球光伏裝機(jī)量增長 16%~25%，達(dá)到 53-57 吉瓦之間。

太陽能光伏發(fā)電綠色無污染，而且我國太陽能資源豐富，水平面 總輻射約 1680 吉瓦（1 吉瓦=1000 兆瓦=109 瓦），大部分可以用于太 陽能光伏發(fā)電。隨著光伏材料以及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，光伏發(fā)電成本已 經(jīng)大幅度降低，光伏能源作為一種新型清潔能源在我國的應(yīng)用規(guī)模迅 速增長。光伏發(fā)電已經(jīng)跨越了示范應(yīng)用階段，進(jìn)入了大規(guī)模推廣的階 段。近年來，光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)規(guī)模迅速增長。截止到 2015 年 6 月底， 中國光伏發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到了 35.78 吉瓦，其中光伏電站 30.07 吉瓦，分布式光伏 5.71 吉瓦。根據(jù)美國 IHS 咨詢公司預(yù)計(jì)，2015 年 全球光伏裝機(jī)量增長 16%~25%，達(dá)到 53-57 吉瓦之間。 項(xiàng)目特色和創(chuàng)新之處： 分布式光伏系統(tǒng)便于實(shí)施，是受到各級(jí)政府鼓勵(lì)的分布式電源模 式，但是由于在設(shè)計(jì)、管理和評(píng)價(jià)機(jī)制等方面的制約，特別是過高的 后期維護(hù)費(fèi)用，使其推廣過程遇到一些障礙。高效率的分布式光伏云 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對(duì)電站中光伏組件的輸出性能進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，并 對(duì)形成的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的大數(shù)據(jù)分析，從而獲得電站運(yùn)行的性能 評(píng)價(jià)指標(biāo)，以及可能影響電站性能的因素，并給出進(jìn)行電站性能優(yōu)化 的建議，提高電站產(chǎn)出。由于采用了高可靠性的無線數(shù)據(jù)采集技術(shù)， 可進(jìn)行無人化的值守和遠(yuǎn)程監(jiān)控，大大降低運(yùn)維費(fèi)用。 相比國內(nèi)產(chǎn)品，具有通信速率高、系統(tǒng)可靠穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)，達(dá)到國 際先進(jìn)水平。本項(xiàng)目方案綜合成本低，有利于增加光伏電站的透明度。 與國外同類產(chǎn)品相比，成本只有其 1/4 左右，具有很強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。 組件級(jí)的光伏電站數(shù)據(jù)采集模塊。每塊太陽能組件對(duì)應(yīng)一個(gè)電壓監(jiān)測(cè)模塊，方陣中每個(gè)組串串聯(lián)電流監(jiān)測(cè)模塊都通過本地通訊鏈路將 數(shù)據(jù)上報(bào)至數(shù)據(jù)中繼模塊，將數(shù)據(jù)通過電站路由器上傳至云數(shù)據(jù)服務(wù) 器，傳輸過程中進(jìn)行了數(shù)據(jù)加密，保證數(shù)據(jù)的可靠性和安全性，所有 的數(shù)據(jù)在云數(shù)據(jù)服務(wù)器內(nèi)進(jìn)行存儲(chǔ)與處理，用戶可通過 PC 或移動(dòng)終 端進(jìn)行數(shù)據(jù)的調(diào)取和查看。 主要技術(shù)指標(biāo)及條件 組件級(jí)的電站數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有速度快，可靠性高等特點(diǎn)，具體 的技術(shù)指標(biāo)如下： 最大采集頻率：120 次/分鐘 自身平均功耗：5mA 峰值功耗：150mW 環(huán)境溫度：-20~80℃ 最大電站規(guī)模：1GWp 應(yīng)用前景及社會(huì)價(jià)值： 該技術(shù)可以在已建或新建光伏電站上應(yīng)用，大幅提升光伏電站的 運(yùn)行質(zhì)量和發(fā)電量，降低運(yùn)維成本,最終實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)的智能管 理、智能運(yùn)維、智能監(jiān)控，使得光伏電站也真正進(jìn)入“智能化”時(shí)代。 該項(xiàng)技術(shù)能夠大幅提升國內(nèi)光伏電站的技術(shù)水平，從而為節(jié)能降耗做 貢獻(xiàn)。

汽車充電站作為電動(dòng)汽車的能源補(bǔ)給站，是新能源汽車得以廣泛推廣的強(qiáng)有力保障。結(jié)合現(xiàn)有電網(wǎng)供電的光伏汽車充電站不但克服了單純利用現(xiàn)有電網(wǎng)供電的弊端，而且利用儲(chǔ)量豐富、價(jià)格免費(fèi)、清潔、可再生的太陽能資源發(fā)電，將對(duì)節(jié)約不可再生能源，保障國家能源安全，改善環(huán)境污染問題做出重要貢獻(xiàn)。 東北大學(xué)建設(shè)的基于光伏發(fā)電的新型電動(dòng)汽車充電站,主要有分布式光伏發(fā)電裝置、分布式儲(chǔ)能設(shè)備，綜合優(yōu)化監(jiān)控系統(tǒng)和智能充電樁構(gòu)成，通過智能接入式能量整定裝置，能量監(jiān)控核和開放式通信結(jié)構(gòu)協(xié)議，結(jié)合智能的能量分配和管理、綜合優(yōu)化與控制決策支持系統(tǒng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)能量和信息的安全可靠、高效經(jīng)濟(jì)和智能接入式的分配和控制，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)充電負(fù)載的快、慢速可調(diào)節(jié)充電，相關(guān)技術(shù)成果達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。 本項(xiàng)目所研制的充電樁可實(shí)現(xiàn)負(fù)載的快速充電，其主要由電源模塊、充電機(jī)和充電機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)組成，其主要特點(diǎn)是：   1)實(shí)現(xiàn)了模塊化、大功率電動(dòng)汽車充電模塊在電動(dòng)汽車快速充電中的應(yīng)用。該充電模塊主要具有如下優(yōu)點(diǎn)：a.采用APFC功率因數(shù)校正技術(shù)，對(duì)電網(wǎng)污染??；b.采用自主均流技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)多臺(tái)電源冗余并聯(lián)，擴(kuò)大輸出功率；c.自帶風(fēng)機(jī)，強(qiáng)制風(fēng)冷。具有過溫關(guān)機(jī)功能以及電池防反接功能。 2)充電機(jī)模塊實(shí)現(xiàn)APFC校正功能。由于輸入端有整流元件和濾波電容，單相AC/DC開關(guān)電源及大部分整流電源供電的電子設(shè)備，其電網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)僅為0. 65左右。采用有源功率校正技術(shù)后可提高到0. 95~0. 99，既治理了電網(wǎng)的諧波污染，又提高了開關(guān)電源的整體效率。3)電動(dòng)汽車充電樁設(shè)計(jì)方案采用ARM核心結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了視頻自動(dòng)監(jiān)控功能。