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項目成果/簡介:作為一種新的太陽能電池電池技術，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點；在應用方面，可與當前基于硅等的無機太陽能電池形成優勢互補。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境友好的優點，在使用過程中以及使用后處理方面不會產生重金屬污染，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、成本和穩定性是所以太陽能電池能否應用的關鍵要素。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獲得超過 1515%的效率，是有機太陽能電池領域世界最高效率；成本方面，OPV具有巨大優勢，有機材料分子結構多樣性，成本低廉；壽命方面，因成本低廉，產業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化應用，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。 本項目圍繞有機太陽能電池的關鍵材料開展系統研究，1）提出了新的材料設計理念，發展了系列具有獨立自主知識產權的活性層材料；2）發展了成熟的高效率有機太陽能電池制備工藝技術，制備了系列高效率有機太陽能電池光伏器件，不斷刷新領域內最高太陽能電池光電轉化效率；3）制備了低成本、可溶液印刷柔性的透明電極，應用于有機太陽能電池，獲得了與目前常規透明電極，如 ITO，完全相當性能。應用范圍:目前有機太陽能電池正處在從實驗室走向實際應用的黎明階段，因其優點和特點，在可穿戴設備、建筑一體化等領域將會產生巨大的需求市場。當前國內外多家實驗室已開展完全面向實際應用的研究開發，隨著研究的不斷深入，有機太陽能電池的商品化生產應用將會很快實現。效益分析:1. 具有完全自主知識產權的高效有機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太陽能電池制備工藝； 3. 具有自主知識產權的低成本、高性能柔性透明電極，不僅完全適用有機太陽能電池，亦可廣泛應用了其它相關領域。

隨著光伏產業的高速的發展，硅錠切割產生的切割廢料也將出現井噴式的增長。僅2012年一年，我國就用了23萬噸的多晶硅，產生了近25萬噸的粒度≤5mm的二次切割廢料(SiC和Si)，回收廠家院內廢料堆積如山，粉塵飛揚，環境惡劣。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，不僅減少了環境污染，也會產生出巨大的經濟效益。特別是如能將二次廢料中價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重要的發展方向。 （1）本項目可從多晶硅切割廢料中提取出太陽能級多晶硅，其技術含量高、生產成本低、能耗小。生產的多晶硅可以替代國外進口產品，減少我國多晶硅的進口量，這對降低光伏能源成本，實現光伏能源的普及有重要意義。 (2) 本項目同時生產的副產品碳化硅制品的最大特點耐高溫和耐磨性等性能遠好于同類產品，且價格遠優于國內同類產品，因此該副產品有著廣闊的市場前景，市場競爭力強。該副產品作為耐火材料可廣泛應用于冶金、陶瓷、能源、化工等行業。如鋼鐵廠高爐的爐窯內襯和鋼包內襯、電解鋁廠鋁電解槽的側部、火法煉鋅的罐體的內襯等；如陶瓷行業所用窯爐內所用的窯板和棚板等。 (3) 產品附加值高：由于本項目所用原料主要是來源于光伏行業產生的切割廢料，原料的來源豐富且價格便宜，產品的科技含量高，生產成本低，故產品的附加值高。本項目擁有CN103086378A, CN101941699A, CN102275925A, CN102241399A, CN101724902A, CN101671022B等多項專利。

作為一種新的太陽能電池電池技術，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點；在應用方面，可與當前基于硅等的無機太陽能電池形成優勢互補。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境友好的優點，在使用過程中以及使用后處理方面不會產生重金屬污染，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、成本和穩定性是所以太陽能電池能否應用的關鍵要素。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獲得超過 1515%的效率，是有機太陽能電池領域世界最高效率；成本方面，OPV具有巨大優勢，有機材料分子結構多樣性，成本低廉；壽命方面，因成本低廉，產業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化應用，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。 本項目圍繞有機太陽能電池的關鍵材料開展系統研究，1）提出了新的材料設計理念，發展了系列具有獨立自主知識產權的活性層材料；2）發展了成熟的高效率有機太陽能電池制備工藝技術，制備了系列高效率有機太陽能電池光伏器件，不斷刷新領域內最高太陽能電池光電轉化效率；3）制備了低成本、可溶液印刷柔性的透明電極，應用于有機太陽能電池，獲得了與目前常規透明電極，如 ITO，完全相當性能。

浙江大學航空航天學院宋吉舟教授團隊，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“萬能抓手”的載體非常簡單，就是一塊智能“塑料”。別瞧它結構簡單，本領可不小，它可以把目標物體“鎖”在體內，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表在知名學術期刊《科學進展》（Science Advances）上，文章共同第一作者為浙江大學航空航天學院碩士生令狐昌鴻和博士生張順，通訊作者為浙江大學航空航天學院宋吉舟教授。 宋吉舟教授團隊的“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致變形后，它就能保持這個變形后的形狀，可謂“順其自然”；然而在一定的外部刺激作用下，它又會變回原來的樣子。目前形狀記憶聚合物已經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構、智能醫藥器件等領域。 宋吉舟教授團隊的新策略：第一步，就是抓取物體時，先在外部刺激作用下，讓形狀記憶聚合物變得柔軟，趁此機會將物體或者物體表面的結構嵌入其中；第二步，去掉外部刺激，讓形狀記憶聚合物變回剛硬的狀態，保持住該變形的臨時形狀，將物體“鎖住”，從而把物體抓取起來；第三步，等把物體轉移到目的地之后，再次施加外部刺激，形狀記憶聚合物就會恢復初始形狀，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，然后變成堅硬的石頭，把物體牢牢地鎖住，等把物體 “ 押送 ” 到目的地，又會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 ” 能在典型的三維結構物體上產生很大的抓力，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，這個抓手又是如何發揮功效的呢？當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，會給物體的釋放帶來較大的挑戰。在該設計中，抓手通過把物體或者物體表面的結構鎖在其內部實現抓取，不依賴抓手的粘附力，所以當粘附力給物體釋放帶來挑戰時，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，從而實現物體釋放。這樣，即使是75微米大小的不規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，“這個抓手在微觀視角下還有一個優勢，就是一個抓手就是數以萬計的微觀吊車，可以高效地在微觀世界工作。” 談及具體應用，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，即把制備基底上數以萬計或者更多的維納元器件轉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，有望推進柔性電子的工業化進程。 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 該項目得到了國家973計劃、國家自然科學基金和中央高校基本科研業務費專項資金等的支持。

本發明公開了一種基于溶液除濕的新能源電動汽車余熱儲能式空調系統及其方法，包括一次回風溶液除濕系統、空調制冷劑循環系統、余熱儲能溶液再生系統。本發明通過相變材料吸收電動汽車電池散熱，能改進電池散熱效果，有效控制電池組溫度；利用相變儲能技術可以高效回收并可控地輸出冷凝熱和電池散熱，實現余熱利用，減小電動汽車整體能耗；通過溶液除濕技術實現除濕環節和控溫環節分離，不需要將空氣降低到露點溫度以下來除濕，大大減小空調的控溫負荷；通過一次回風模式，將新風與回風混合，既保證了空氣品質，又減少了空調的控溫負荷；同時除濕溶液可反復再生，使用壽命長。

本發明公開了一種基于車輪的電動汽車行駛中無線能量供能系統。包括安裝在車輛車輪上的能量接收組件和安裝在行車道兩旁的能量發射組件，多個能量發射組件沿行駛方向間隔地布置在行車道上，通過能量發射組件通電在行車道兩旁產生交變磁場，車輛帶有能量接收組件的車輪在交變磁場中行駛產生電能為電動汽車供電；利用電磁感應原理收集行車道兩側發射組件發送的能量，在車輪內能量接收組件收集的能量通過電滑環輸入車體內供給電池和電動機，給車輛充電并驅動車輛不間斷行駛。本發明對車輛的框架結構尺寸和底盤高度等影響小，不需要改造路面，具有接收效率高、系統部署簡單、車輛適用性強的特點，可用在電動公交等系統中，促進節能環保。

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

鈣鈦礦太陽能電池分為正式（n-i-p）和反式（p-i-n）兩種器件結構。相比于正式器件，反式結構器件因制備工藝更加簡單、可低溫成膜、無明顯回滯效應、適合與傳統太陽能電池（硅基電池、銅銦鎵硒等）結合制備疊層器件等優點，受到越來越多的關注。但是，反式結構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合，進而致使能量損失嚴重，最終限制了開路電壓的提升和光電轉換效率的改善，制約了該類結構器件的發展。針對反式結構鈣鈦礦太陽能電池在光電轉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，開創性地實現了鈣鈦礦薄膜半導體特性的調控，顯著降低了器件中非輻射復合的能量損失，在提升器件開路電壓方面取得了突破，首次在反式結構器件中獲得了超過1.21 V的高開路電壓（材料帶隙寬度~1.6 eV）。同時，在不損失光電流和填充因子等性能參數的情況下，顯著提高了反式結構鈣鈦礦電池的光電轉換效率——實驗室最高效率達到21.51％。經中國計量科學研究院認證，器件的光電轉換效率也高達20.90%，這是目前反式結構鈣鈦礦太陽能電池器件效率的最高記錄。該結果為提升反式鈣鈦礦太陽能電池器件效率、推進該類新型光伏器件的應用化發展提供了新思路。這種制備技術也有望進一步拓展到鈣鈦礦疊層太陽能電池以及鈣鈦礦發光器件中，具有潛在的應用前景和商業價值。

近年來，隨著環境和能源問題的日益加劇，太陽能以其清潔、可再生的優勢引起了科研界和產業界的廣泛關注。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。短短幾年之內發展迅猛，目前最高認證光電轉換效率已達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鹵化鉛的替代物，價格更為低廉。無需復雜的反溶劑法，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越性。然而迄今為止，基于醋酸鉛前驅體的鈣鈦礦太陽能電池相比較于其它已經報道的基于傳統鹵化鉛前驅體的平面結鈣鈦礦太陽能電池在轉換效率方面稍顯不足。

鋰離子（或鉛酸）動力電池在大電流充電過程中存在著發熱、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，減小了電池發熱，延長了電池循環壽命。在整體上分為多個不同等級的恒流充電段，每個充電段由多個幅值逐漸減小的等效正負脈沖組成，在負脈沖階段電池進行短暫放電還原以減小發熱，且可以將放電電能存儲到饋能電容中，在正脈沖到來時重新加以利用，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。隨著新能源發電儲能及新能源汽車的發展，鋰離子（或鉛酸）動力電池的用量每年達千億只以上，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及方法，而本發明可以提升充電速率50%以上，可以有效延長電池壽命，每年創造產值可高達數億元以上，這對于節能環保、發展低碳經濟有著重要的意義，應用前景十分廣闊。