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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。

本發明公開了一種氧化鋅納米纖維同質P-N結器件及其制備方法，屬于納米材料和半導體器件領域。采用靜電紡絲技術進行二次紡絲，形成交叉結構納米纖維P-N結氧化鋅半導體，制備方法簡單，成本較低，適宜批量生產，由此方法制得的含有交叉結構納米纖維P-N結的氧化鋅納米纖維同質P-N結器件具有結構穩定、性能穩定可靠、實用性強的優點。

擁有人工微結構科學與技術協同創新中心、固體微結構物理國家重點實驗室、半導體節能器件及材料國家地方聯合工程中心以及江蘇省光電信息功能材料重點實驗室等科研平臺，在硅基納米結構材料與性能調控，硅基光子學器件和新型能源器件等基礎研究領域具有很強的影響力。近年來，在硅基太陽能電池片研發及其新型結構材料在電池片上應用等方面開展了全方位的研究，承擔完成了國家重點基礎研究發展計劃課題和國家自然科學基金重點項目等相關課題的研究。提出了漸變帶隙的納米硅量子點電池結構，利用漸變帶隙進一步拓寬電池的響應光譜范圍，發展了包

1. 痛點問題 目前硅基太陽能電池占據著太陽能電池的主導地位，其中單晶硅電池轉換效率已可以達到25%左右，但它們需要比較多的單晶硅材料，生產成本高。而對于多晶硅，由于缺陷較多，轉換效率比較低。III-V族材料轉換效率高，但是材料和生產成本居高不下，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，但是由于納米柱結構具有很大的表面積，載流子較大的表面復合嚴重影響著器件的性能，而且需要昂貴的設備生長徑向異質結和控制摻雜濃度。 2. 解決方案 本項目提出一種磷化銦納米柱徑向同質結陣列結構的簡單制備方法，目前已完成高效太陽能電池驗證和原型器件的制備，另還有可見光探測器等在研。 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，可以同時實現了磷化銦納米柱陣列和徑向同質結的制備，通過控制刻蝕時間及氫氣含量，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結的方法，本方法設備簡單，制備效率高。在降低成本方面，納米柱結構相比于平面結構具有更好的陷光效應，只需使用少量的材料便可以實現高效光吸收。 合作需求 本項目下一步發展需求主要集中在與太陽能電池相關企業的技術和產品合作，優化和固定產品制作工藝流程，降低生產成本。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業的工程化和市場資源。

本項目提出并發展了通用的硅基二維半導體材料范德華外延技術, 實現了多種層狀和非層狀半導體材料的二維薄膜可控生長，解決了傳統外延方法中存在的晶格失配、熱失配等多物理失配技術難題，開辟了非層狀材料在二維電子器件領域的研究新方向。 一、項目分類 重大科學前沿創新 二、成果簡介 基于新材料、新架構的硅基高密度集成信息功能器件的自主發展是國家重大戰略需求。本項目圍繞新型低維半導體材料的大規模可控制備、物性調控及其電子、光電器件展開系統研究，主要技術創新點有： 一、二維半導體材料及其異質結構的大規模可控制備。本項目提出并發展了通用的硅基二維半導體材料范德華外延技術, 實現了多種層狀和非層狀半導體材料的二維薄膜可控生長，解決了傳統外延方法中存在的晶格失配、熱失配等多物理失配技術難題，開辟了非層狀材料在二維電子器件領域的研究新方向。在晶圓級二維半導體材料的基礎上構建出大規模的二維異質結構，得到了具有高可靠性和穩定性的集成器件。相關成果發表在Science Advances、Advanced Materials等國際知名刊物上，共計40余篇，授權專利16項；與中國電子科技集團公司第十三研究所等合作，成功實現了非層狀GaN在大失配硅基襯底上的高質量外延，為第三代半導體的硅基集成提供了新的技術路線。 二、基于低維半導體材料的高靈敏光電器件。本項目通過發展高質量硫族半導體的外延生長新工藝，系統研究了MoTe2、PbS、CdTe等30余種二維半導體材料的光電性質，極大地拓展了傳統的半導體光電材料體系；首次提出一種橋接的異質結構筑方式，大大降低了范德華間隙引入的光生載流子注入勢壘，獲得了高性能二維異質結光電器件；發展了納米線場效應晶體管器件表面修飾方法，調節晶體管特性為強增強型，利用這種設計，實現了“鎖鑰”式高選擇性、高靈敏度氣體檢測器件。本項目實現了從深紫外區到中遠紅外區的寬波段高靈敏度檢測，相關成果發表在Science Advances、ACS Nano等國際知名刊物上，共計30余篇，授權專利6項。 三、后摩爾時代新型低維電子信息器件。本項目基于低維半導體材料及其異質結構的物性調控，首次提出了二維半導體材料中的“增強陷阱效應”物理模型，實現了高性能的亞帶隙紅外探測器和非易失性光電存儲器；利用雙極性溝道中橫向載流子分布的特定電場依賴性，在二維黑磷晶體管中實現了室溫負微分電阻特性；通過構筑亞5 nm溝道二維鐵電負電容晶體管，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；創新性的提出多層二維范德華非對稱異質結構，實現了器件高性能與多功能的集成，器件性能為當時最高指標；發展了新型存算一體架構電子器件技術，首次演示了兼具信息存儲和處理能力的二維單極性憶阻器，有望突破當前算力瓶頸，提供集成電路發展的新途徑。相關成果發表在Nature Electronics、Nature Communications等國際知名刊物上，共計60余篇，授權專利7項。

本發明公開了一種非易失性高密度三維半導體存儲器件，該存 儲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 串制作存儲器件，不僅使器件的結 構更加簡單，也減少了原有器件制作過程中復雜的制造工藝步驟，簡 化了制備過程，對降低制造成本有積極作用

本項目以陜西榆林及內蒙地區生產的半焦焦粉為原料，通過高溫催化處理以實現半焦焦粉的有序化、多孔化和功能化改性；進而將改性半焦焦粉作為催化劑應用在 CO 2 光催化反應過程中。本項目通過考察改性半焦對 CO 2 光催化轉化產物組成和產率的影響，揭示不同溫度、不同催化劑對半焦結構的調控規律及作用機制；進而揭示改性半焦作為催化劑在 CO 2 光催化轉化過程中的作用機理及轉化機制，以期探尋半焦焦粉應用的新途徑及 CO 2 轉化的新技術。

大數據無線傳輸、智能駕駛車載雷達系統，第五代移動通信(5G)、物聯網等。

高校科技成果盡在科轉云

本項目屬光、機、電、材一體化技術領域，具有多學科綜合的特點。半導體激光器具有效率高、體積小、重量輕、結構簡單、能將電能直接轉換為激光能、功率轉換效率高、便于直接調制、省電等優點，因此應用領域日益擴大。半導體激光技術已成為一種具有巨大吸引力的新興技術并在工業中得到了廣泛的應用。高功率半導體泵浦激光器是半導體激光技術中最具發展潛力的領域之一。 半導體激光器最大的缺點是激光性能受溫度影響大，光束的發散角較大。封裝成本占半導體激光器組件成本的一半，封裝技術不僅直接影響泵浦激光器組件的可靠性，而且直接關系到泵浦激光器芯片的性能能否充分發揮。本項目對非致冷高功率980nm泵浦激光器的封裝技術進行了研究，整個封裝技術涉及光學、電學、熱學、機械等，精度達微米數量級。通過采用激光器芯片的倒裝貼片技術，小型化、全金屬化無膠封裝技術，最終滿足了光纖放大器對泵浦激光器小體積、高功率、低成本、高可靠性的要求。光耦合則采用透鏡光纖直接耦合，最大限度地減小耦合系統的元件數和相關損耗，提高了光路可靠性和易操作性。采用雙光纖光柵波長鎖定技術，提高了非致冷高功率980nm泵浦激光器的邊模抑制比和波長穩定性。項目組通過采用這些技術，最終解決了一系列非致冷高功率980nm泵浦激光器封裝關鍵技術。 經國家光學儀器質量監督檢測中心測試，非致冷高功率980nm泵浦激光器主要技術指標如下：    1. 管殼尺寸：12.7(mm)×7.4(mm)×5.2 (mm)    2. 工作溫度：0-70℃    3. 中心波長：980nm    4. 譜 寬：1nm    5. 閾值電流：24mA    6. 輸出功率：240mW    7. 功 耗：小于1W 本項目的研究成果，通過與相關企業開展產學研合作，經過近五年的技術研發和不斷改進，非致冷高功率980nm泵浦激光器封裝關鍵技術研究成果已成功應用于相關產品的批量生產，為企業創造了較好的經濟效益。在社會效益方面，填補了我國非致冷高功率半導體泵浦激光器方面的不足，對行業技術進步和產業結構優化升級起到了積極的推動作用。 耦合封裝是對精度要求非常高的一系列工藝過程，這注定它很難實現自動化技術。因此，小型化泵浦激光器封裝技術的研究成果，特別適合在中國這樣人力成本低且技術基礎好的環境。通過對小型化980nm泵浦激光器封裝技術的研究，實現了封裝技術的源頭性創新，有助于向其他半導體泵浦激光器和光電器件的耦合封裝拓展。該技術在光電子器件的應用方面具有廣闊的市場潛力和廣泛的推廣應用前景，將成為形成光電子器件封裝技術產業的重要技術支撐。