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項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在印刷制造領(lǐng)域有多年的研究基礎(chǔ)，形成“基礎(chǔ)研究-關(guān)鍵技術(shù)-應(yīng)用突破”的全鏈條研究方式，構(gòu)建了印刷電子低成本制造技術(shù)及應(yīng)用集成模式，發(fā)展了系列先進(jìn)防偽功能油墨、高性能導(dǎo)電油墨和活性儲能功能油墨，并實(shí)現(xiàn)了其在光學(xué)防偽、智能服裝以及智能包裝等領(lǐng)域的應(yīng)用推廣。 一、項(xiàng)目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、技術(shù)分析 項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在印刷制造領(lǐng)域有多年的研究基礎(chǔ)，形成“基礎(chǔ)研究-關(guān)鍵技術(shù)-應(yīng)用突破”的全鏈條研究方式，構(gòu)建了印刷電子低成本制造技術(shù)及應(yīng)用集成模式，發(fā)展了系列先進(jìn)防偽功能油墨、高性能導(dǎo)電油墨和活性儲能功能油墨，并實(shí)現(xiàn)了其在光學(xué)防偽、智能服裝以及智能包裝等領(lǐng)域的應(yīng)用推廣，成果達(dá)到國際領(lǐng)先水平。發(fā)表SCI論文80余篇，出版專著4部，授權(quán)專利23項(xiàng)（發(fā)明專利20項(xiàng)）。本成果的關(guān)鍵技術(shù)與創(chuàng)新點(diǎn)主要體現(xiàn)在四個(gè)方面： （1）基于上/下轉(zhuǎn)換多模式光學(xué)功能油墨化策略，發(fā)展了新型長效功能防偽油墨，將傳統(tǒng)的單一顏色印刷光學(xué)防偽圖案升級為全彩色防偽圖像，在國際上率先實(shí)現(xiàn)了特定波長防偽和機(jī)密印刷圖文信息隱藏與編碼。實(shí)現(xiàn)了一系列包括近紅外激發(fā)的多色可見上轉(zhuǎn)換發(fā)光防偽功能油墨、紫外光激發(fā)多色下轉(zhuǎn)換發(fā)光防偽油墨以及兼具上/下轉(zhuǎn)換發(fā)光特性的防偽功能油墨的配制，能夠滿足多種印刷方式（絲網(wǎng)印刷、噴墨印刷以及R2R印刷），在多種包裝基底材料上（PET、紙張、織物等）具有良好的印刷效果和防偽應(yīng)用。 （2）創(chuàng)新的采用同時(shí)從電極結(jié)構(gòu)內(nèi)部和功能油墨外部優(yōu)化的雙重策略，利用大面積絲網(wǎng)印刷技術(shù)實(shí)現(xiàn)了柔性超級電容器的全印刷工藝制備，率先揭示了印刷工藝對器件性能影響的關(guān)鍵決定機(jī)制和內(nèi)在工作機(jī)理。實(shí)現(xiàn)了多種高性能儲能材料，如金屬氧化物，導(dǎo)電聚合物，MOF類功能材料及其復(fù)合材料的制備與油墨化處理，所制備的印刷柔性超級電容器的比電容可達(dá)到16.8 mF cm-2（0.1 mA cm-2），同時(shí)具有長的循環(huán)穩(wěn)定性（＞5000次），優(yōu)異的能量密度和功率密度（0.5 mW cm-2）。本項(xiàng)目提出的印刷電子技術(shù)代表了超級電容器制造業(yè)的一種范式轉(zhuǎn)變，它為柔性超級電容器提供了一系列簡單、低成本、省時(shí)、多功能和環(huán)保的制造技術(shù)，在未來電子產(chǎn)品中具有巨大的應(yīng)用潛力。 （3）發(fā)展了系列功能傳感油墨，實(shí)現(xiàn)了高度靈敏和循環(huán)穩(wěn)定的柔性傳感器的全印刷制造，揭示了功能導(dǎo)電油墨組分與配比對傳感性能的影響規(guī)律以及印刷柔性傳感器的傳感機(jī)理，系統(tǒng)評估了印刷柔性傳感器的傳感性能，所制備的印刷傳感器的應(yīng)力傳感范圍可達(dá)到155%，最大靈敏度為6.3×104，最快響應(yīng)速度可達(dá)到18 ms，循環(huán)穩(wěn)定性＞1000次，并且成功應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)、健康監(jiān)測和智能包裝中。 （4）完善了全印刷制造相關(guān)理論，解決了印刷制造薄膜類電子器件結(jié)構(gòu)精度低共性問題，利用多種印刷技術(shù)實(shí)現(xiàn)了高性能柔性/可拉伸電極和柔性加熱器件的圖案化制造，研究并揭示了其運(yùn)行工作機(jī)理，實(shí)現(xiàn)了部分印刷電子器件的集成與成果轉(zhuǎn)化。

研制開發(fā)并形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)、環(huán)保、高效、可靠的廢棄線路板無損拆解技術(shù)、粉碎技術(shù)、分離技術(shù)、再利用技術(shù)等相關(guān)技術(shù)，設(shè)計(jì)開發(fā)具有中國特色的廢棄線路板回收處理及再利用整體工藝及生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)對廢棄線路板的無污染回收處理及再利用。該設(shè)備是一種環(huán)保、節(jié)能、高效的廢棄線路板元器件無損拆解設(shè)備，由傳動(dòng)、加熱、振動(dòng)、除煙味等單元構(gòu)成，該設(shè)備主機(jī)長為3.5m，寬0.8m，高為1.5m，生產(chǎn)能力為300～700塊線路板/小時(shí)。在第三屆北京發(fā)明創(chuàng)新大賽中，“線路板無損拆解設(shè)備”獲得節(jié)能環(huán)保專項(xiàng)獎(jiǎng)和大賽銀獎(jiǎng)。拆解效率高，溫度可控，節(jié)能效果好，元器件無損拆解率高；設(shè)備環(huán)保；功率小，便于中小規(guī)模生產(chǎn)；加工操作簡單；故障診斷、自我保護(hù)和聲光報(bào)警功能。主要性能指標(biāo)如下。1. 功率：4KW 2. 拆解率：98%3. 電壓：220 4. 煙塵、氣味：過濾效率99.9%5. 產(chǎn)量： 100~200 kg/h 6. 主機(jī)外形尺寸： 3500×80×1500 7. 整機(jī)重量：1.0臺/t 廢棄線路板基板的主要組成是纖維強(qiáng)化熱固性樹脂，由于熱固性塑料本身的特點(diǎn)，除了焚燒回收熱值，還有作為粉末用于涂料、鋪路材料等重新利用，這些再生品質(zhì)量低下、檔次不高，而且在經(jīng)濟(jì)投資和資源利用方面也是不合理的。本項(xiàng)目根據(jù)廢棄線路板基板原材料的不同，進(jìn)行分別粉碎處理，將粉碎后的PCB粉末作為填料或增強(qiáng)體，以不飽和聚酯、環(huán)氧樹脂等熱固性材料作為基體，采用熱壓成型工藝，最終生產(chǎn)出多種復(fù)合材料，根據(jù)復(fù)合材料的不同性能，可以制成多種產(chǎn)品應(yīng)用在廣泛的領(lǐng)域里，代木、代鋼、代塑、代瓷制品，所以具有明顯的社會效益。該技術(shù)解決了固體廢棄物帶來的環(huán)境污染問題，又節(jié)約了一次資源，降低了制造成本，具有良好的環(huán)境、社會、經(jīng)濟(jì)三大效益。主要性能指標(biāo)如下。抗彎強(qiáng)度/MPa 沖擊強(qiáng)度/ Kg?m-2密度/ g?cm-3使用溫度/℃ 成本價(jià)格/元/噸 廢棄PCB粉體/短切玻璃纖維/不飽和聚酯150 17.92 1.59 50 4000 廢棄線路板粉體/環(huán)氧樹脂/偶聯(lián)劑134.1 11.67 1.54 139.1 7000 申請專利：1. 吳國清，張宗科. 一種應(yīng)用于廢棄線路板無損拆解的處理設(shè)備及方法，專利號：200810224887.7 2. 吳國清，張宗科. 一種線路板夾具體，200810224853.8 3. 吳國清，張宗科，趙玉振. 廢棄線路板的回收及再利用方法. 200910091996.0 4. 吳國清，趙玉振. 廢棄電子元器件的回收及再利用方法. 200910091995.6 

方向圖可重構(gòu)天線可以根據(jù)環(huán)境的變化，調(diào)整天線的輻射波束，實(shí)現(xiàn)最佳的輻射效率，從而使一副天線用作多付，降低制造成本。大多數(shù)的方向圖可重構(gòu)天線是單極化天線，我們除了研究單極化天線之外，還研究設(shè)計(jì)了性能優(yōu)良的雙極化方向圖可重構(gòu)天線以及極化可變的方向圖可重構(gòu)天線。這些天線可以應(yīng)用于基站和移動(dòng)端。 將方向圖可重構(gòu)天線組成陣列，可以提高增益，就能夠應(yīng)用于無線通信的基站或者雷達(dá)領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的大范圍波束掃描。 若將天線陣列應(yīng)用于基站，可提高基站天線的性能，且實(shí)現(xiàn)基站波束的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)掃描，可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)波束賦形，從而能根據(jù)環(huán)境變化，增強(qiáng)所需方向的信號強(qiáng)度，降低干擾方向的信號強(qiáng)度。降低環(huán)境中的電磁干擾，提高信號的有效性，有利于提高通信質(zhì)量，還能夠節(jié)省能源。 目前我們已經(jīng)與某公司進(jìn)行合作開發(fā)，研制了高性能的方向圖可重構(gòu)天線，能夠滿足應(yīng)用需要。因此，部分研究成果已交付給用戶。此外，部分研究成果已申請專利，還有部分成果已經(jīng)獲得專利授權(quán)。 超寬帶MIMO天線，主要是應(yīng)用于無線通信，用于提高信道容量。移動(dòng)端的空間有限，安裝多個(gè)天線時(shí)，天線之間有較強(qiáng)的互耦，這會大大降低天線的性能。采用具有較高隔離度的超寬帶MIMO天線，可以實(shí)現(xiàn)不同天線之間的低相關(guān)性，從而提高通信容量。目前我們已經(jīng)設(shè)計(jì)了多種具有較好隔離特性，且頻帶很寬的超寬帶MIMO天線。部分結(jié)構(gòu)已申請專利。

方向圖可重構(gòu)天線可以根據(jù)環(huán)境的變化，調(diào)整天線的輻射波束，實(shí)現(xiàn)最佳的輻射效率，從而使一副天線用作多付，降低制造成本。大多數(shù)的方向圖可重構(gòu)天線是單極化天線，我們除了研究單極化天線之外，還研究設(shè)計(jì)了性能優(yōu)良的雙極化方向圖可重構(gòu)天線以及極化可變的方向圖可重構(gòu)天線。這些天線可以應(yīng)用于基站和移動(dòng)端。將方向圖可重構(gòu)天線組成陣列，可以提高增益，就能夠應(yīng)用于無線通信的基站或者雷達(dá)領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的大范圍波束掃描。若將天線陣列應(yīng)用于基站，可提高基站天線的性能，且實(shí)現(xiàn)基站波束的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)掃描，可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)波束賦形，從而能根據(jù)環(huán)境變化，增強(qiáng)所需方向的信號強(qiáng)度，降低干擾方向的信號強(qiáng)度。降低環(huán)境中的電磁干擾，提高信號的有效性，有利于提高通信質(zhì)量，還能夠節(jié)省能源。

基于小型光源的光聲-超聲一體化消化內(nèi)窺系統(tǒng)既可以對數(shù)厘米內(nèi)深的消化道進(jìn)行結(jié)構(gòu)成像，也可以對腔道管壁的微血管形態(tài)成像，為醫(yī)生提供多尺度多參數(shù)的臨床圖像，有助于提高消化疾病發(fā)現(xiàn)率和診斷水平；采用小型光源能極大程度提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)小型一體化設(shè)計(jì)，提高病人手術(shù)舒適度，并降低了系統(tǒng)成本，有助于將光聲技術(shù)推廣到常規(guī)體檢篩查中。 產(chǎn)業(yè)化合作前景 在全球范圍內(nèi)，醫(yī)用內(nèi)窺鏡系統(tǒng)由于其設(shè)備兼具有很強(qiáng)的針對性與靈活性的特點(diǎn)，能夠滿足多種臨床需求，因此在不同的醫(yī)療領(lǐng)域都獲得了十分廣泛的應(yīng)用，從而形成了巨大的市場。近幾年以來，由于相關(guān)技術(shù)的突破性進(jìn)展，多家公司致力于開發(fā)能夠減輕使用過程中不適、縮短治療時(shí)間以及低成本的內(nèi)窺鏡設(shè)備。根據(jù)市場分析公司 MarketsAndMarkets 的統(tǒng)計(jì)，2013年全球范圍的醫(yī)用內(nèi)窺鏡市場已達(dá) 282 億美元，并且預(yù)計(jì)將以 6.1%的復(fù)合年平均增長率持續(xù)增長，至 2018 年全球市場預(yù)期將達(dá)到約 379 億美元。

介紹基于小型光源的光聲-超聲一體化消化內(nèi)窺系統(tǒng)既可以對數(shù)厘米內(nèi)深的消化道進(jìn)行結(jié)構(gòu)成像，也可以對腔道管壁的微血管形態(tài)成像，為醫(yī)生提供多尺度多參數(shù)的臨床圖像，有助于提高消化疾病發(fā)現(xiàn)率和診斷水平；采用小型光源能極大程度提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)小型一體化設(shè)計(jì)，提高病人手術(shù)舒適度，并降低了系統(tǒng)成本，有助于將光聲技術(shù)推廣到常規(guī)體檢篩查中。

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1. 高壓IGBT器件封裝絕緣測試系統(tǒng) 針對高壓IGBT器件內(nèi)部承受的正極性重復(fù)方波電壓以及高溫工況，研制了針對高壓IGBT器件、芯片及封裝絕緣材料絕緣特性的測試系統(tǒng)（如圖1所示），可實(shí)現(xiàn)電壓波形參數(shù)、溫度和氣壓的靈活調(diào)控，用于研究電壓類型（交、直流、重復(fù)方波電壓）、波形參數(shù)、氣體種類、氣體壓力等因素對絕緣特性，具備放電脈沖電流測量、局部放電測量、放電光信號測量、漏電流測量及紫外光子測量等功能（如圖2所示），平臺相關(guān)參數(shù)：頻率：DC~20kHz，電壓：0~20kV，上升沿/下降沿：150ns可調(diào)，占空比：1%~99%，溫度：25℃~150℃，氣壓：真空~3個(gè)大氣壓。  2.壓接型IGBT器件并聯(lián)均流實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) 針對高壓大功率壓接型IGBT器件內(nèi)部的芯片間電流均衡問題，研制了針對壓接型IGBT器件的多芯片并聯(lián)均流實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)（如圖3所示），平臺具有靈活調(diào)節(jié)IGBT芯片布局，柵極布線，溫度和壓力分布的能力，可開展芯片參數(shù)、寄生參數(shù)以及壓力和溫度等多物理量對壓接型IGBT器件在開通/關(guān)斷過程芯片-封裝支路瞬態(tài)電流分布影響規(guī)律的研究，以及瞬態(tài)電流不均衡調(diào)控方法的研究；平臺相關(guān)參數(shù)：電壓：0~6.5kV，電流：0~3kA，溫度：25℃~150℃，壓力：0~50kN。   圖3 壓接型IGBT多芯片并聯(lián)均流實(shí)驗(yàn) 3.高壓大功率IGBT器件可靠性實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) 隨著高壓大功率 IGBT 器件容量的進(jìn)一步提升，對其可靠性考核裝備在測量精度、測試效率等方面提出了挑戰(zhàn)。針對柔性直流輸電用高壓大功率 IGBT 器件的測試需求，自主研制了 90 kW /3 000 A 功率循環(huán)測試裝備和100V/200°C高溫柵偏測試裝備（如圖4所示）。功率循環(huán)測試裝備可針對柔性直流輸電中壓接型和焊接式兩種不同封裝形式的IGBT開展功率循環(huán)測試，最多可實(shí)現(xiàn)12個(gè)IGBT器件的同時(shí)測試。電流等級、波形參數(shù)、壓力均獨(dú)立可調(diào)，功率循環(huán)周期為秒級，極限測試能力可達(dá) 300 ms，最高壓力達(dá)220 kN，虛擬結(jié)溫測量精度達(dá)±1°C，導(dǎo)通壓降測量精度達(dá)±2mV。高溫柵偏測試裝備可實(shí)現(xiàn)漏電流和閾值電壓的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測，最多可實(shí)現(xiàn)32個(gè)IGBT器件的同時(shí)測試。 4. 壓接器件內(nèi)部并聯(lián)多芯片電流及結(jié)溫測量方法及實(shí)現(xiàn) 高壓大功率壓接型IGBT器件內(nèi)部芯片瞬態(tài)電流及結(jié)溫測量是器件多物理量均衡調(diào)控及狀態(tài)監(jiān)測的基本手段，針對器件內(nèi)部密閉封裝以及密集分布鄰近支路引起的干擾問題，提出了PCB羅氏線圈互電感的等效計(jì)算方法，實(shí)現(xiàn)了任意形狀PCB羅氏線圈繞線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)了針對器件電流測量的方形PCB羅氏線圈（如圖5所示），實(shí)現(xiàn)臨近芯片電流造成的測量誤差小于1%；針對器件內(nèi)部多芯片并聯(lián)芯片結(jié)溫測量，提出了壓接型IGBT器件結(jié)溫分布測量的時(shí)序溫敏電參數(shù)法，通過各芯片柵極的時(shí)序單獨(dú)控制（如圖6所示），在各周期分別進(jìn)行單顆IGBT芯片結(jié)溫的測量，進(jìn)而等效獲得一個(gè)周期內(nèi)各IGBT芯片的結(jié)溫分布。在此基礎(chǔ)上，完成了集成于高壓大功率器件內(nèi)部的多芯片并聯(lián)電流測試PCB羅氏線圈以及時(shí)序溫敏電參數(shù)測量驅(qū)動(dòng)板的設(shè)計(jì)（如圖7所示）。 5. 自主研制高壓大功率電力電子器件 面向電力系統(tǒng)用高壓大功率電力電子器件自主研制的需求，開展了芯片建模與篩選、芯片并聯(lián)電流均衡調(diào)控、封裝絕緣特性及電場建模以及器件多物理場調(diào)控等方面工作，相關(guān)成果支撐了國家電網(wǎng)公司全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院有限公司3.3kV/1500A、3.3kV/3000A以及4.5kV/3000A硅基IGBT器件的自主研制，并通過柔直換流閥用器件的應(yīng)用驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，同時(shí)也支撐了世界首個(gè)18kV 壓接型SiC IGBT器件的自主研制。

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體發(fā)光與顯示器件的制備方法，具體地說，是涉及一種基于紫外光激發(fā)的白光發(fā)射器件及其制備方法，屬光電集成技術(shù)領(lǐng)域。該制備方法包括如下步驟：清洗硅片、在清洗后的硅片上制備多孔硅、在多孔硅上沉積氮化鋁薄膜、用紫外光照射氮化鋁薄膜，得到在可見光區(qū)發(fā)光的白光發(fā)射器件。 技術(shù)推廣意向：半導(dǎo)體發(fā)光與顯示領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新：本發(fā)明具有如下的有益效果：器件結(jié)構(gòu)簡單，無污染，制備成本低；不需要熒光粉，發(fā)光效率高；發(fā)光性能穩(wěn)定，光譜波長范圍寬。