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太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)的界面蒸發(fā)是一種綠色環(huán)保、可再生、有前途的用于海水淡化和廢水凈化的新方法，可以長(zhǎng)期且有效的解決淡水資源短缺的問(wèn)題。本科技創(chuàng)新成果為一種太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)的基于納米復(fù)合光熱膜的海水淡化 / 廢水凈化裝置。通過(guò)調(diào)整納米復(fù)合光熱膜的相比例等因素，實(shí)現(xiàn)光熱膜的選擇與滲透率的平衡。納米復(fù)合有利于形成多層微孔結(jié)構(gòu)，促使光在膜內(nèi)部發(fā)生多次內(nèi)反射，并可以為蒸發(fā)提供足夠的水輸運(yùn)通道。納米復(fù)合光熱膜具有協(xié)同效應(yīng)，既可以實(shí)現(xiàn)高的水蒸發(fā)速率和蒸發(fā)率，又對(duì)有機(jī)染料、鹽離子以及重金屬離子等具有高的去除率。

5月26日,由清華大學(xué)作為主要技術(shù)研發(fā)方的世界首個(gè)非補(bǔ)燃?jí)嚎s空氣儲(chǔ)能電站——江蘇金壇鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能國(guó)家試驗(yàn)示范項(xiàng)目正式投產(chǎn)。

能源與環(huán)境問(wèn)題是目前人類面臨的兩個(gè)重大危機(jī)，也是科研工作者關(guān)注的重點(diǎn)領(lǐng)域。鈣鈦礦太陽(yáng)能電池以其獨(dú)特的物理性質(zhì)、醒目的光電轉(zhuǎn)化效率和良好的工業(yè)應(yīng)用前景等特點(diǎn)，被認(rèn)為是一種擁有巨大解決能源問(wèn)題潛力的光伏器件。但其電池效率衰減(穩(wěn)定性)等問(wèn)題是其走向工業(yè)化應(yīng)用急待解決的課題?，F(xiàn)行鈣鈦礦電池比較普遍使用的空穴傳輸材料是一種比較昂貴的螺二芴結(jié)構(gòu)化合物(spiro-OMeTAD)，需要通過(guò)摻雜鋰鹽以提高電池的性能，但這同時(shí)加劇了鈣鈦礦電池的不穩(wěn)定性。所以一直以來(lái)研究人員希望尋找更加廉價(jià)和穩(wěn)定的空穴傳輸材料來(lái)替代傳統(tǒng)材料。 酞菁銅是一種具有優(yōu)異光電特性的廉價(jià)小分子半導(dǎo)體材料。但其有機(jī)溶解性比較差，不利于廉價(jià)液相工藝規(guī)模制備光電器件。許宗祥課題組從分子設(shè)計(jì)層面出發(fā)，開(kāi)發(fā)八甲基取代的酞菁銅并制備納米材料，通過(guò)酞菁納米材料與廉價(jià)商業(yè)化的高分子材料聚噻吩復(fù)合，開(kāi)發(fā)出了具備更高載流子遷移速率及環(huán)境穩(wěn)定性的空穴傳輸材料，實(shí)現(xiàn)溶液法制備出光電轉(zhuǎn)換效率為16.61%的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池，效率高于傳統(tǒng)商業(yè)化的螺二芴結(jié)構(gòu)化合物(spiro-OMeTAD)。同時(shí)器件的穩(wěn)定性大幅度提高。

何鳳課題組實(shí)現(xiàn)了有機(jī)太陽(yáng)能電池效率和穩(wěn)定性的雙重提高。目前何鳳課題組研制的氯取代聚合物太陽(yáng)能電池能量轉(zhuǎn)換效率達(dá)到11.2％，是富勒烯類有機(jī)太陽(yáng)能電池體系最高效率之一。 何鳳教授介紹，氯原子具有較強(qiáng)的電負(fù)性和原子半徑，能夠在更大的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)分子的能級(jí)結(jié)構(gòu)，提高有機(jī)太陽(yáng)能電池的開(kāi)路電壓和效率。同時(shí)，氯原子在外圍有空的3d軌道，可以賦予電子單元或共軛體系更強(qiáng)的相互作用，同時(shí)可通過(guò)這種強(qiáng)的分子間相互作用有效地調(diào)節(jié)材料的薄膜穩(wěn)定性，使其器件使用壽命長(zhǎng)于其他太陽(yáng)能電池。 此外，氯取代策略在合成上相對(duì)容易而且原材料價(jià)格較低，因此在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中能夠大大節(jié)約成本，有利于太陽(yáng)能電池的批量生產(chǎn)和商業(yè)化推廣。

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本發(fā)明公開(kāi)了一種用于薄膜太陽(yáng)能電池的碳基光子晶體背反射器，由兩種結(jié)構(gòu)不同的光子晶體疊加構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)為[A/B]mAE[C/D]nC，其中A；B；C；D；E的厚度分別為d1=50nm，d2=100nm，d3=70nm，d4=140nm，d5=120nm，m；n為兩種光子晶體的周期數(shù)，m取3，n取4。其制備方法是：RF-PECVD法在普通載玻片上交替沉積a-Si:H和a-C薄膜。本發(fā)明的碳基光子晶體背反射器，具有一維光子晶體全角反射，可實(shí)現(xiàn)600—1300nm光波段平均75%的反射率，增加光波在太陽(yáng)能電池吸收層中的傳播光程，提高光子利用效率，增加光電流密度和光電轉(zhuǎn)換效率。制備工藝簡(jiǎn)單。