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項(xiàng)目成果/簡介: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，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。應(yīng)用范圍:目前有機(jī)太陽能電池正處在從實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嶋H應(yīng)用的黎明階段，因其優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)，在可穿戴設(shè)備、建筑一體化等領(lǐng)域?qū)?huì)產(chǎn)生巨大的需求市場。當(dāng)前國內(nèi)外多家實(shí)驗(yàn)室已開展完全面向?qū)嶋H應(yīng)用的研究開發(fā)，隨著研究的不斷深入，有機(jī)太陽能電池的商品化生產(chǎn)應(yīng)用將會(huì)很快實(shí)現(xiàn)。效益分析:1. 具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的高效有機(jī)太陽能電池活性層材料，且合成簡單，成本低； 2. 具有成熟的高效有機(jī)太陽能電池制備工藝； 3. 具有自主知識產(chǎn)權(quán)的低成本、高性能柔性透明電極，不僅完全適用有機(jī)太陽能電池，亦可廣泛應(yīng)用了其它相關(guān)領(lǐng)域。

本發(fā)明提供一種深井高應(yīng)力大巷煤柱釋能改性防治沖擊地壓的方法，屬于采礦技術(shù)領(lǐng)域。該方法首先實(shí)施大直徑卸壓鉆孔，釋放煤體積聚彈性能；其次，大直徑鉆孔內(nèi)進(jìn)行超高壓定點(diǎn)水力壓裂，將完整煤柱裂化，減弱大巷煤柱蓄能能力；然后，對壓裂后的大巷煤柱實(shí)施注漿加固，增加大巷煤柱強(qiáng)度，提升沖擊閾值；最后，實(shí)施補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)，增加大巷煤柱的抗沖擊能力。

隨著光伏產(chǎn)業(yè)的高速的發(fā)展，硅錠切割產(chǎn)生的切割廢料也將出現(xiàn)井噴式的增長。僅2012年一年，我國就用了23萬噸的多晶硅，產(chǎn)生了近25萬噸的粒度≤5mm的二次切割廢料(SiC和Si)，回收廠家院內(nèi)廢料堆積如山，粉塵飛揚(yáng)，環(huán)境惡劣。而粒度≤5mm的二次切割廢料(SiC和Si)中的SiC和晶體Si粉都是通過高能耗、高成本制備出來的，所以如能將這些廢料得以回收利用，不僅減少了環(huán)境污染，也會(huì)產(chǎn)生出巨大的經(jīng)濟(jì)效益。特別是如能將二次廢料中價(jià)值最高的晶體硅粉得以回收并再用于制造太陽能多晶硅，這對我國減少多晶硅的進(jìn)口是有重要意義的，所以說，從晶體硅切割廢料中回收多晶硅是今后一個(gè)重要的發(fā)展方向。 （1）本項(xiàng)目可從多晶硅切割廢料中提取出太陽能級多晶硅，其技術(shù)含量高、生產(chǎn)成本低、能耗小。生產(chǎn)的多晶硅可以替代國外進(jìn)口產(chǎn)品，減少我國多晶硅的進(jìn)口量，這對降低光伏能源成本，實(shí)現(xiàn)光伏能源的普及有重要意義。 (2) 本項(xiàng)目同時(shí)生產(chǎn)的副產(chǎn)品碳化硅制品的最大特點(diǎn)耐高溫和耐磨性等性能遠(yuǎn)好于同類產(chǎn)品，且價(jià)格遠(yuǎn)優(yōu)于國內(nèi)同類產(chǎn)品，因此該副產(chǎn)品有著廣闊的市場前景，市場競爭力強(qiáng)。該副產(chǎn)品作為耐火材料可廣泛應(yīng)用于冶金、陶瓷、能源、化工等行業(yè)。如鋼鐵廠高爐的爐窯內(nèi)襯和鋼包內(nèi)襯、電解鋁廠鋁電解槽的側(cè)部、火法煉鋅的罐體的內(nèi)襯等；如陶瓷行業(yè)所用窯爐內(nèi)所用的窯板和棚板等。 (3) 產(chǎn)品附加值高：由于本項(xiàng)目所用原料主要是來源于光伏行業(yè)產(chǎn)生的切割廢料，原料的來源豐富且價(jià)格便宜，產(chǎn)品的科技含量高，生產(chǎn)成本低，故產(chǎn)品的附加值高。本項(xiàng)目擁有CN103086378A, CN101941699A, CN102275925A, CN102241399A, CN101724902A, CN101671022B等多項(xiàng)專利。

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，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。

浙江大學(xué)航空航天學(xué)院宋吉舟教授團(tuán)隊(duì)，便基于形狀記憶聚合物，提出了一種新型的“萬能抓手”策略。這個(gè)“萬能抓手”的載體非常簡單，就是一塊智能“塑料”。別瞧它結(jié)構(gòu)簡單，本領(lǐng)可不小，它可以把目標(biāo)物體“鎖”在體內(nèi)，輕松地抓取1微米到1米大小之間任何形狀的物體。 目前這一研究成果已發(fā)表在知名學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)進(jìn)展》（Science Advances）上，文章共同第一作者為浙江大學(xué)航空航天學(xué)院碩士生令狐昌鴻和博士生張順，通訊作者為浙江大學(xué)航空航天學(xué)院宋吉舟教授。 宋吉舟教授團(tuán)隊(duì)的“萬能抓手”何以做到“探囊取物”？靠的便是形狀記憶聚合物。形狀記憶聚合物是一種特殊的智能材料，論其特殊，就特殊在它的“逆來順受”：在外部刺激作用（如光、熱）控制下，形狀記憶聚合物可軟可硬，在受到一定的外力作用導(dǎo)致變形后，它就能保持這個(gè)變形后的形狀，可謂“順其自然”；然而在一定的外部刺激作用下，它又會(huì)變回原來的樣子。目前形狀記憶聚合物已經(jīng)被廣泛用于智能織物、電子包裝管的熱收縮膜、航空器太陽能帆板展開機(jī)構(gòu)、智能醫(yī)藥器件等領(lǐng)域。 宋吉舟教授團(tuán)隊(duì)的新策略：第一步，就是抓取物體時(shí)，先在外部刺激作用下，讓形狀記憶聚合物變得柔軟，趁此機(jī)會(huì)將物體或者物體表面的結(jié)構(gòu)嵌入其中；第二步，去掉外部刺激，讓形狀記憶聚合物變回剛硬的狀態(tài)，保持住該變形的臨時(shí)形狀，將物體“鎖住”，從而把物體抓取起來；第三步，等把物體轉(zhuǎn)移到目的地之后，再次施加外部刺激，形狀記憶聚合物就會(huì)恢復(fù)初始形狀，將物體“解鎖”釋放。 形狀記憶聚合物萬能抓手抓取和釋放物體的流程示意圖 形狀記憶聚合物這塊智能 “ 塑料 ” ，就好像是一把有魔力的萬能鎖，能鎖住世間萬物：為了獲取 “ 獵物 ” ，它 先 變成柔軟的橡皮泥，把物體柔柔地包住，然后變成堅(jiān)硬的石頭，把物體牢牢地鎖住，等把物體 “ 押送 ” 到目的地，又會(huì)重新變成軟軟的橡皮泥并釋放物體。宋吉舟教授介紹，這把 “ 萬能鎖 ” 能在典型的三維結(jié)構(gòu)物體上產(chǎn)生很大的抓力，包括球體、方塊、管狀物體、螺栓、螺母、棗核、鑰匙串等；更厲害的是，它還能像壁虎一樣， 粘附在物體表面 ，不論物體表面光滑還是粗糙。 形狀記憶聚合物萬能抓手對典型宏觀物體的抓力   那么對于尺寸小的物體，這個(gè)抓手又是如何發(fā)揮功效的呢？當(dāng)物體尺寸小到微觀尺度（100微米左右或者更小），物體受到的表面力，特別是與抓手的粘附作用強(qiáng)，會(huì)給物體的釋放帶來較大的挑戰(zhàn)。在該設(shè)計(jì)中，抓手通過把物體或者物體表面的結(jié)構(gòu)鎖在其內(nèi)部實(shí)現(xiàn)抓取，不依賴抓手的粘附力，所以當(dāng)粘附力給物體釋放帶來挑戰(zhàn)時(shí)，就可以在抓手表面鍍上一層特殊材料，或者增加抓手表面粗糙度來減弱粘附，從而實(shí)現(xiàn)物體釋放。這樣，即使是75微米大小的不規(guī)則鐵顆粒或者是直徑10微米的二氧化硅球，也能順利從形狀記憶聚合物萬能抓手上得到釋放。 使用形狀記憶聚合物萬能抓手操縱75 微米的不規(guī)則鐵顆粒和10微米直徑的二氧化硅球 “微觀抓手就像微觀世界里的吊車，可以用它在微觀世界里搭建‘建筑’，制作特殊的光電器件。”令狐昌鴻說，“這個(gè)抓手在微觀視角下還有一個(gè)優(yōu)勢，就是一個(gè)抓手就是數(shù)以萬計(jì)的微觀吊車，可以高效地在微觀世界工作。” 談及具體應(yīng)用，宋吉舟教授表示，在柔性電子制備中，最重要的一步就是微觀元器件的快速組裝，即把制備基底上數(shù)以萬計(jì)或者更多的維納元器件轉(zhuǎn)移到柔性的使用基底上。以往的方法都依靠粘附來一次性抓取這些元器件，但是釋放的時(shí)候粘附就變成了限制因素。而宋吉舟教授課題組提出的這個(gè)策略，完全不依賴粘附，為柔性電子的制備提供了一種新思路，有望推進(jìn)柔性電子的工業(yè)化進(jìn)程。 使用形狀記憶聚合物萬能抓手組裝柔性電子器件的簡單展示 該項(xiàng)目得到了國家973計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金和中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金等的支持。

本發(fā)明公開了一種基于溶液除濕的新能源電動(dòng)汽車余熱儲(chǔ)能式空調(diào)系統(tǒng)及其方法，包括一次回風(fēng)溶液除濕系統(tǒng)、空調(diào)制冷劑循環(huán)系統(tǒng)、余熱儲(chǔ)能溶液再生系統(tǒng)。本發(fā)明通過相變材料吸收電動(dòng)汽車電池散熱，能改進(jìn)電池散熱效果，有效控制電池組溫度；利用相變儲(chǔ)能技術(shù)可以高效回收并可控地輸出冷凝熱和電池散熱，實(shí)現(xiàn)余熱利用，減小電動(dòng)汽車整體能耗；通過溶液除濕技術(shù)實(shí)現(xiàn)除濕環(huán)節(jié)和控溫環(huán)節(jié)分離，不需要將空氣降低到露點(diǎn)溫度以下來除濕，大大減小空調(diào)的控溫負(fù)荷；通過一次回風(fēng)模式，將新風(fēng)與回風(fēng)混合，既保證了空氣品質(zhì)，又減少了空調(diào)的控溫負(fù)荷；同時(shí)除濕溶液可反復(fù)再生，使用壽命長。

本發(fā)明公開了一種充分利用液化天然氣冷能的冷庫制冷系統(tǒng)，它包括液化天然氣氣化系統(tǒng)、乙二醇循環(huán)系統(tǒng)和冷水循環(huán)系統(tǒng)，它還包括制冷系統(tǒng)和輔助制冷系統(tǒng)；其中，(1)液化天然氣氣化系統(tǒng)包括液化天然氣—乙二醇換熱器；(2)乙二醇循環(huán)系統(tǒng)包括兩個(gè)串聯(lián)回路；(3)冷水循環(huán)系統(tǒng)包括冷水循環(huán)管路；(4)輔助制冷系統(tǒng)包括輔助制冷循環(huán)管路；(5)制冷系統(tǒng)包括經(jīng)冷凝蒸發(fā)器的出口依次與調(diào)節(jié)閥、循環(huán)水泵、止回閥、蒸發(fā)器以及冷凝蒸發(fā)器的進(jìn)口相連的制冷循環(huán)管路，溫度傳感器連接在蒸發(fā)器入口處的制冷循環(huán)管路上。采用本裝置有效地提高了制冷循環(huán)的能效比。輔助制冷系統(tǒng)增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提高了本系統(tǒng)的適用范圍。

鈣鈦礦太陽能電池分為正式（n-i-p）和反式（p-i-n）兩種器件結(jié)構(gòu)。相比于正式器件，反式結(jié)構(gòu)器件因制備工藝更加簡單、可低溫成膜、無明顯回滯效應(yīng)、適合與傳統(tǒng)太陽能電池（硅基電池、銅銦鎵硒等）結(jié)合制備疊層器件等優(yōu)點(diǎn)，受到越來越多的關(guān)注。但是，反式結(jié)構(gòu)器件也存在一些顯著不足，例如，開路電壓與理論值差距較大、光電轉(zhuǎn)換效率相對偏低，這主要是由于器件中存在大量的缺陷所導(dǎo)致。這些缺陷主要存在于鈣鈦礦活性層中、鈣鈦礦活性層與電荷收集層界面處，造成了光生載流子的非輻射復(fù)合，進(jìn)而致使能量損失嚴(yán)重，最終限制了開路電壓的提升和光電轉(zhuǎn)換效率的改善，制約了該類結(jié)構(gòu)器件的發(fā)展。針對反式結(jié)構(gòu)鈣鈦礦太陽能電池在光電轉(zhuǎn)換效率上存在的瓶頸，朱瑞研究員、龔旗煌院士與合作者展開研究，首次提出了“胍鹽輔助二次生長”方法，開創(chuàng)性地實(shí)現(xiàn)了鈣鈦礦薄膜半導(dǎo)體特性的調(diào)控，顯著降低了器件中非輻射復(fù)合的能量損失，在提升器件開路電壓方面取得了突破，首次在反式結(jié)構(gòu)器件中獲得了超過1.21 V的高開路電壓（材料帶隙寬度~1.6 eV）。同時(shí)，在不損失光電流和填充因子等性能參數(shù)的情況下，顯著提高了反式結(jié)構(gòu)鈣鈦礦電池的光電轉(zhuǎn)換效率——實(shí)驗(yàn)室最高效率達(dá)到21.51％。經(jīng)中國計(jì)量科學(xué)研究院認(rèn)證，器件的光電轉(zhuǎn)換效率也高達(dá)20.90%，這是目前反式結(jié)構(gòu)鈣鈦礦太陽能電池器件效率的最高記錄。該結(jié)果為提升反式鈣鈦礦太陽能電池器件效率、推進(jìn)該類新型光伏器件的應(yīng)用化發(fā)展提供了新思路。這種制備技術(shù)也有望進(jìn)一步拓展到鈣鈦礦疊層太陽能電池以及鈣鈦礦發(fā)光器件中，具有潛在的應(yīng)用前景和商業(yè)價(jià)值。

近年來，隨著環(huán)境和能源問題的日益加劇，太陽能以其清潔、可再生的優(yōu)勢引起了科研界和產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注。其中，鈣鈦礦太陽能電池作為下一代光伏中的新寵，具有易制備、低成本和高效率等特點(diǎn)。短短幾年之內(nèi)發(fā)展迅猛，目前最高認(rèn)證光電轉(zhuǎn)換效率已達(dá)22.1%。一般來說，制備鈣鈦礦活性層最為常見的鉛源材料是鹵化鉛。最近有研究表明，醋酸鉛作為較具潛力的傳統(tǒng)鹵化鉛的替代物，價(jià)格更為低廉。無需復(fù)雜的反溶劑法，只需短暫低溫退火即可得到超平整致密的鈣鈦礦薄膜。這樣簡單的制備工藝顯示出了它的優(yōu)越性。然而迄今為止，基于醋酸鉛前驅(qū)體的鈣鈦礦太陽能電池相比較于其它已經(jīng)報(bào)道的基于傳統(tǒng)鹵化鉛前驅(qū)體的平面結(jié)鈣鈦礦太陽能電池在轉(zhuǎn)換效率方面稍顯不足。

鋰離子（或鉛酸）動(dòng)力電池在大電流充電過程中存在著發(fā)熱、充電速率低等問題。成果提供的充電方法可提高充電速率50%以上，減小了電池發(fā)熱，延長了電池循環(huán)壽命。在整體上分為多個(gè)不同等級的恒流充電段，每個(gè)充電段由多個(gè)幅值逐漸減小的等效正負(fù)脈沖組成，在負(fù)脈沖階段電池進(jìn)行短暫放電還原以減小發(fā)熱，且可以將放電電能存儲(chǔ)到饋能電容中，在正脈沖到來時(shí)重新加以利用，且正脈沖幅值很高，既提高了充電速率又提高了電能的利用率。隨著新能源發(fā)電儲(chǔ)能及新能源汽車的發(fā)展，鋰離子（或鉛酸）動(dòng)力電池的用量每年達(dá)千億只以上，且每年以30%的速度增長，市場迫切需求一種大電流快速充電而不損害電池壽命的新的充電系統(tǒng)及方法，而本發(fā)明可以提升充電速率50%以上，可以有效延長電池壽命，每年創(chuàng)造產(chǎn)值可高達(dá)數(shù)億元以上，這對于節(jié)能環(huán)保、發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)有著重要的意義，應(yīng)用前景十分廣闊。