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       成熟度：技術(shù)突破         多孔有機(jī)聚合物是一類新興的功能性高分子材料，相比傳統(tǒng)高分子交聯(lián)樹脂，其具有類似無(wú)機(jī)分子篩的微孔，具有更高的官能團(tuán)密度，已被廣泛用于儲(chǔ)存、分離或催化等領(lǐng)域。然而當(dāng)前許多性能優(yōu)良的多孔有機(jī)聚合物成本過(guò)高，嚴(yán)重制約著其實(shí)際應(yīng)用。我們合成的價(jià)格低廉且性能優(yōu)秀的多孔有機(jī)聚合物，其性能與當(dāng)前典型多孔有機(jī)聚合物相當(dāng)，而價(jià)格為它們的幾十分之一或幾百分之一，目前在儲(chǔ)存氨氣、分離二氧化碳及分離水中污染物（如硼酸，Hg2+等）等方面已完成實(shí)驗(yàn)室測(cè)試，這些成果將為多孔有機(jī)聚合物的真正應(yīng)用打開通道。         意向開展成果轉(zhuǎn)化的前提條件：中試放大及產(chǎn)業(yè)化工藝開發(fā)資金支持

天津大學(xué)地科院全自動(dòng)熱釋光/光釋光測(cè)年儀采購(gòu)項(xiàng)目競(jìng)爭(zhēng)性磋商

1. 痛點(diǎn)問(wèn)題 隨著能源危機(jī)和節(jié)能減排的驅(qū)使，大力發(fā)展電動(dòng)汽車成為緩解能源危機(jī)和環(huán)境污染的有效途徑，汽車燃油是石油消耗的主體。汽車尾氣占全世界總二氧化碳排放量的10%至15%。電動(dòng)汽車可以減小二氧化碳的排放量，改善大氣環(huán)境。以光伏電池作為新能源輸入的電動(dòng)汽車充放電站也將具有更大的優(yōu)勢(shì)。推動(dòng)光伏供電的電動(dòng)汽車充放電站的建設(shè)，不僅發(fā)展了電動(dòng)汽車行業(yè)，也推動(dòng)了光伏產(chǎn)業(yè)及新能源的發(fā)展，同時(shí)對(duì)于節(jié)能減排，改善環(huán)境具有雙重推動(dòng)作用。 現(xiàn)有的光伏電動(dòng)汽車充電站仍以交流母線或直流母線進(jìn)行光伏電池、電動(dòng)汽車蓄電池和電網(wǎng)之間的能量變換。現(xiàn)有的能量變換需要通過(guò)多級(jí)電力電子變換器實(shí)現(xiàn)，即需要多級(jí)直流-直流變換器，直流交流變換器等，這使得能量變換的效率很低。多級(jí)電力電子變換的現(xiàn)有方案效率低，成本高，無(wú)法對(duì)產(chǎn)業(yè)瓶頸形成有效突破。 2. 解決方案 本項(xiàng)目提出了一種高效的新型光伏充電系統(tǒng)，和用于此系統(tǒng)的充電控制方法。 新型光伏充電系統(tǒng)包括：一個(gè)或多個(gè)高頻逆變器，與一個(gè)或多個(gè)光伏電池組件一一對(duì)應(yīng)連接，以及多端口變換器。高頻交流逆變器之間通過(guò)高頻交流母線連接。多端口變換器包括分別與高頻交流母線和直流母線連接的兩個(gè)端口以及與蓄電池連接的一個(gè)端口。多端口變換器用于實(shí)現(xiàn)高頻交流母線、直流母線與蓄電池之間的能量變換。 用于光伏充電系統(tǒng)的充電控制方法包括：對(duì)于一個(gè)或多個(gè)光伏電池組件中的每一個(gè)，采集該光伏電池組件的輸出電流和輸出電壓，對(duì)該光伏電池組件進(jìn)行最大功率跟蹤，并輸出電壓給定值。將電壓給定值與該光伏電池組件的輸出電壓進(jìn)行比較，并輸出光伏電池比較結(jié)果；根據(jù)比較結(jié)果控制與該光伏電池組件相對(duì)應(yīng)的高頻逆變器中的開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)相對(duì)于多端口變換器中開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的移相角；將多端口變換器輸入蓄電池的輸入電流與蓄電池的充電電流曲線進(jìn)行比較，并輸出蓄電池的比較結(jié)果，根據(jù)此結(jié)果利用脈寬調(diào)制方式控制多端口變換器中的開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)。 合作需求 與新能源乘用車/商用車整車廠、房地產(chǎn)企業(yè)，充電運(yùn)營(yíng)商等企業(yè)合作，開展知識(shí)成果落地和工程化的工作。

研究背景 芯片是人類最偉大的發(fā)明之一，也是現(xiàn)代電子信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)和核心。小到手機(jī)、電腦、數(shù)碼相機(jī)，大到6G、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算均基于芯片技術(shù)的不斷突破。半導(dǎo)體光刻工藝水平的發(fā)展是以芯片為核心的電子信息產(chǎn)業(yè)的基石，目前半導(dǎo)體光刻的制造工藝幾乎是摩爾定律的物理極限。隨著制造工藝的越來(lái)越小，芯片內(nèi)晶體管單元已經(jīng)接近分子尺度，半導(dǎo)體制作工藝的“瓶頸效應(yīng)”越來(lái)越明顯。隨著全球化以及科技的高速發(fā)展，急劇增長(zhǎng)的龐大數(shù)據(jù)量要求數(shù)據(jù)處理模型和算法結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化升級(jí)，帶來(lái)的結(jié)果就是對(duì)計(jì)算能力和系統(tǒng)功耗的要求不斷提高。而目前智能電子設(shè)備大多存在傳輸瓶頸、功耗增加以及計(jì)算力瓶頸等現(xiàn)象，已越來(lái)越難以滿足大數(shù)據(jù)時(shí)代對(duì)計(jì)算力與功耗的需求，因此提高運(yùn)算速度同時(shí)降低運(yùn)算功耗是目前信息工業(yè)界面臨的緊要問(wèn)題。 如當(dāng)年集成電路開創(chuàng)信息時(shí)代一樣，當(dāng)下已經(jīng)普及的光通信正在成為新革命力量的開路先鋒。與此同時(shí)，光子芯片正在從分立式器件向集成光路演進(jìn)，光子芯片向小型化、集成化的發(fā)展趨勢(shì)已是必然。相對(duì)于電子驅(qū)動(dòng)的集成電路，光子芯片有超高速率，超低功耗等特點(diǎn)，利用光信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)獲取、傳輸、計(jì)算、存儲(chǔ)和顯示的光子芯片，具有非常廣闊的發(fā)展空間和巨大的潛能。 項(xiàng)目功能 本項(xiàng)目瞄準(zhǔn)光通信關(guān)鍵技術(shù)及核心芯片，基于量子阱二極管發(fā)光探測(cè)共存現(xiàn)象，探索關(guān)鍵微納制造技術(shù)，研制出可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)通信、感知功能的一體化光電子芯片。 技術(shù)路線 一、技術(shù)原理及可行性 本項(xiàng)目主要負(fù)責(zé)人王永進(jìn)教授發(fā)現(xiàn)如圖1所示的量子阱二極管發(fā)光探測(cè)共存現(xiàn)象，首次研制出同質(zhì)集成發(fā)射、傳輸、調(diào)制和接收器件的光電子芯片，這些原創(chuàng)工作引起了業(yè)界相關(guān)科研小組地廣泛關(guān)注，化合物半導(dǎo)體同質(zhì)集成光電子芯片成為研究熱點(diǎn)。香港大學(xué)的蔡凱威小組和申請(qǐng)人合作提出濕法刻蝕和激光選擇性剝離技術(shù)，在藍(lán)寶石氮化物晶圓上實(shí)現(xiàn)LED基同質(zhì)集成光電子芯片(Optica 5, 564-569 (2018))。沙特阿卜杜拉國(guó)王科技大學(xué)Ooi教授和美國(guó)加州大學(xué)圣巴巴拉分校Nakamura教授小組在藍(lán)寶石氮化物晶圓上，研制出基于氮化物激光器的同質(zhì)集成光電子芯片(Opt. Express 26, A219(2018))。中科院蘇州納米所孫錢小組在硅襯底氮化物晶圓上，研制出基于氮化物激光器的同質(zhì)集成光電子芯片(IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 24, 8200305 (2018))。在NRZ-OOK調(diào)制方式下，InGaN/GaN量子阱二極管可實(shí)現(xiàn)Gbps的光發(fā)射、調(diào)制和探測(cè)速率(Appl. Phys. Express 13, 014001 (2020))。這些工作表明研發(fā)基于光子傳輸?shù)幕衔锇雽?dǎo)體同質(zhì)集成光電子芯片以實(shí)現(xiàn)片上光子通信是可行的。   二、總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工藝流程 本項(xiàng)目提出的同時(shí)通信/感知一體化光電子芯片基于常規(guī)的藍(lán)寶石襯底氮化鎵基多量子阱LED外延片進(jìn)行設(shè)計(jì)，無(wú)需特殊定制的外延結(jié)構(gòu)。以典型的2寸氮化鎵基藍(lán)光LED外延片為例，其外延片結(jié)構(gòu)如圖2所示，從下至上依次為藍(lán)寶石襯底、AlGaN緩沖層、未摻雜GaN層、N型GaN層、InGaN/GaN多量子阱層和P型GaN層，通過(guò)調(diào)節(jié)InGaN/GaN多量子阱層的參數(shù)（層厚度與In的比例等等）可制備具有不同中心波長(zhǎng)的光源器件。   圖3為本項(xiàng)目所提出的同時(shí)通信/感知一體化光電子芯片結(jié)構(gòu)。在藍(lán)寶石襯底的氮化物晶圓上通過(guò)刻蝕和沉積等一系列晶圓級(jí)微納加工技術(shù)，制備出單片集成的InGaN/GaN多量子阱LED和PD。光子芯片的P、N電極可以采用倒裝技術(shù)直接與基板相連，光線從透明的藍(lán)寶石襯底發(fā)出，這樣不僅使得器件具有優(yōu)良的電性能和熱特性而且簡(jiǎn)化了其后期的封裝工藝。 三、技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)勢(shì) 1、同一塊晶圓上集成LED和PD使得兩者間距離大大縮短，不僅有助于增強(qiáng)PD對(duì)藍(lán)寶石表面反射光線的耦合，提升感知系統(tǒng)性能，而且縮小了器件整體外形，符合集成電子器件小型化、便攜化的發(fā)展趨勢(shì)； 2、單片集成的LED和PD器件相比于傳統(tǒng)異質(zhì)的、分立的LED和PD簡(jiǎn)化了封裝形式和工藝，不再需要對(duì)LED和PD進(jìn)行單獨(dú)的封裝，而且同質(zhì)集成器件的基板也較異質(zhì)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單統(tǒng)一，極大地縮短了集成系統(tǒng)的制作周期； 3、同時(shí)通信/感知一體化光電子芯片采用相同的工藝就可以制作出LED和PD，簡(jiǎn)化了生長(zhǎng)異質(zhì)材料的復(fù)雜性，縮短了器件流片的周期，使用同一工藝就可將LED和PD進(jìn)行批量生產(chǎn)，有效地降低了生產(chǎn)成本。 四、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 本項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)所在的Peter Grünberg研究中心擁有完整的LED器件制備、光電性能測(cè)試與電學(xué)性能測(cè)試平臺(tái)，并且項(xiàng)目成員積累了豐富的測(cè)試技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)，能夠滿足本項(xiàng)目的同時(shí)通信/感知一體化光電子芯片測(cè)試同時(shí)表征光電參數(shù)與電學(xué)參數(shù)的需求。下圖4所示為器件形貌表征圖，從左邊依次是掃描電鏡圖、光鏡圖、原子力顯微鏡圖。   基于通信感知一體化芯片，本項(xiàng)目利用單個(gè)多功能集成器件成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)人體脈搏的監(jiān)測(cè)功能，如圖5所示。   另外基于通信感知一體化氮化鎵光電子芯片，我們還實(shí)現(xiàn)了照明、成像和探測(cè)功能為一體的LED陣列系統(tǒng)，如圖6所示。該系統(tǒng)可以在點(diǎn)亮照明的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)外界光信號(hào)的探測(cè)與感知，通過(guò)后端系統(tǒng)處理后，再將信息通過(guò)陣列顯示出來(lái)，實(shí)現(xiàn)多種功能的集成。 項(xiàng)目負(fù)責(zé)人王永進(jìn)教授是國(guó)家自然基金委優(yōu)秀青年項(xiàng)目、國(guó)家973項(xiàng)目獲得者，他以第一或通訊作者身份在Light-Sci Appl.等主流學(xué)術(shù)期刊發(fā)表一系列高質(zhì)量研究論文，獲授權(quán)中國(guó)發(fā)明專利23項(xiàng)，美國(guó)發(fā)明專利2項(xiàng)，被National Science Review、Semiconductor Today等做9次專題報(bào)道，榮獲2019年中國(guó)電子學(xué)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)（自然科學(xué)）、2019年南京市十大重大原創(chuàng)成果獎(jiǎng)等。

在大尺寸寬禁帶/半導(dǎo)體單晶襯底外延設(shè)備、材料生長(zhǎng)等方面做出了突出的工作。2001年始，研制出國(guó)內(nèi)第一臺(tái)用于氮化鎵（GaN）襯底的鹵化物氣相外延（HVPE）系統(tǒng)，研究發(fā)展了獲得高質(zhì)量GaN襯底所需的所有關(guān)鍵技術(shù)并擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，在氮化鎵單晶襯底設(shè)備和材料技術(shù)領(lǐng)域已獲授權(quán)國(guó)家發(fā)明專利30余項(xiàng)、申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利30余項(xiàng)。在國(guó)內(nèi)最早研制出2英寸毫米級(jí)GaN單晶襯底，建成6英寸HVPE系統(tǒng)并實(shí)現(xiàn)7片2吋及4-6吋GaN均勻生長(zhǎng)；研究出創(chuàng)新性的GaN襯底批量制備技術(shù)，即將進(jìn)行高質(zhì)量、低成本GaN襯底的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，為第三代半導(dǎo)體應(yīng)用奠定了材料基礎(chǔ)。

團(tuán)隊(duì)與合作者首次報(bào)道了米級(jí)單晶Cu(111)襯底的制備方法，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了米級(jí)單晶石墨烯的外延生長(zhǎng)（Science. Bulletin 2017, 62, 1074）。與石墨烯不同，六方氮化硼等其它絕大多數(shù)二維材料不具有中心反演對(duì)稱性，其外延生長(zhǎng)普遍存在孿晶晶界問(wèn)題：旋轉(zhuǎn)180°時(shí)晶格方向發(fā)生改變，外延生長(zhǎng)時(shí)不可避免地出現(xiàn)反向晶疇，而在拼接時(shí)形成缺陷晶界。 開發(fā)合適對(duì)稱性的外延單晶襯底是解決這一科學(xué)難題的關(guān)鍵。研究團(tuán)隊(duì)探索出利用對(duì)稱性破缺的襯底外延非中心反演對(duì)稱二維單晶薄膜的新方

研制了 5kW 至 500kW 不同功率等級(jí)的單相、三相光伏并網(wǎng)逆變器，掌握了主電路、控制系統(tǒng)、系統(tǒng)集成等關(guān)鍵技術(shù)。

研制了5kW至500kW不同功率等級(jí)的單相、三相光伏并網(wǎng)逆變器，掌握了主電路、控制系統(tǒng)、系統(tǒng)集成等關(guān)鍵技術(shù)。 技術(shù)特點(diǎn):    具有效率高、輸出電流諧波含量低、輸入電壓范圍寬等特點(diǎn)，具有孤島檢測(cè)和低電壓穿越功能。  主要技術(shù)指標(biāo)： 1500kW光伏并網(wǎng)逆變器參數(shù)說(shuō)明： 輸入?yún)?shù)：推薦最大太陽(yáng)電池陣列功率550kWp 直流電壓范圍（MPPT）450~820V 允許最大直流電壓880V 最大陣列電流2 x 611A MPP跟蹤快速、精確MPP跟蹤 輸出參數(shù)：額定交流輸出功率500kW 運(yùn)行電網(wǎng)電壓270VAC±10%額定交流電流1069A供電系統(tǒng)TT、TN-C、TN-S運(yùn)行中的電網(wǎng)頻率50Hz±0.5Hz電網(wǎng)電流的諧波畸變<2% 功率因數(shù)（額定功率下）1過(guò)載能力120%/1min短路保護(hù)150%/（<0.1s） 效率：最大效率      98.8%歐洲效率98.6% 應(yīng)用范圍： 家用、建筑用中小型太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)；大規(guī)模光伏電站。

成果描述：云母鈦、鐵等系列珠光顏料是一類非金屬裝飾顏料，具有優(yōu)良的珍珠光澤，噴涂于物體表面上能賦予物體珍珠般的光彩，使其斑斕奪目，表面豐滿，華麗動(dòng)人。與老式的珠光顏料（如堿式碳酸鉛等）相比，云母鈦、鐵系列珠光顏料具有無(wú)毒、優(yōu)良的耐熱性、耐光性、耐候性、耐紫外、耐硫化性、耐溶劑性等特性。視不同的品種，顏料具有多種多樣的珠光光澤，其光澤范圍從柔和的絲絹光澤到閃爍的金屬亮光光澤。珠光色澤:云母鈦系列——銀色、金色、紅色、紫色、藍(lán)色、綠色6個(gè)品種。 云母鐵系列——金黃色、金紅色、鐵紅色、紅棕色4個(gè)品種。 著色系列——艷藍(lán)色、藍(lán)紫色、玫瑰色、果綠色等多個(gè)品種。 外觀：白色或彩色干燥粉末。 粒度: 120目、160目、200目、325目、400目、500目、800目。 比重: 3.0—3.3 g/cm3 堆密度: 0.2—0.3 g/cm3 有效折光率: 2.3 重金屬含量（以Pb計(jì)）: <20PPm。市場(chǎng)前景分析：1、用于化妝品制備珠光指甲油，珠光唇膏、珠光眼影、珠光香粉； 2、用于油化行業(yè)制備珠光油漆，以噴涂高檔轎車、摩托、自行車、家用電器； 3、用于建筑行業(yè)制備珠光乳液內(nèi)外墻涂料； 4、用于塑料行業(yè)制備珠光塑料制品； 5、用于皮革制備珠光皮革； 6、代替金粉、銀粉用于油墨印刷，廣泛用于包裝、裝潢； 7、用于紡織行業(yè)絲綢絨的裝飾印染等等。 以濕磨云母粉為基材，在云母表面包覆一層金屬氧化物，再經(jīng)洗滌、干燥、煅燒、表面處理而成。該技術(shù)具有原料價(jià)廉易得、設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、產(chǎn)品質(zhì)量好、品種齊全、成本低、利潤(rùn)高的優(yōu)點(diǎn)，是前景極好的精細(xì)化工系列產(chǎn)品。與同類成果相比的優(yōu)勢(shì)分析：國(guó)內(nèi)領(lǐng)先

空間多波束延遲網(wǎng)絡(luò)主要應(yīng)用于光控相控陣天線內(nèi)部的波束形成網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)分組多抽頭延遲，使相控陣天線在空間形成多個(gè)空間波束。 該延遲網(wǎng)絡(luò)通過(guò)微波光子技術(shù)，在光域?qū)ξ⒉ㄐ盘?hào)進(jìn)行高精度多路分組延遲及多路合成，通過(guò)光延遲技術(shù)克服了電延遲技術(shù)（同軸電纜延遲線、聲表面波延遲線、微波PIN二極管延遲線等）在延遲移相上存在的固有技術(shù)缺陷，可滿足高頻寬帶信號(hào)的延遲移相及空間波束形成需求。同時(shí)，該技術(shù)還可應(yīng)用于其他需要實(shí)現(xiàn)射頻信號(hào)精確延遲及分配的系統(tǒng)當(dāng)中。