钙钛矿叠层太阳能电池

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-/新能源与节能

近几年,有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池(有机卤化物太阳能电池)技术引起了业界的广泛关注。在不到10年时间内,这类电池的单节光电转化效率已突破20%。2017年国家十三五新材料发展报告中也把钙钛矿列为“目前最先进的光伏材料”。钙钛矿太阳能电池的原料成本极其低廉,同时,该技术的加工工艺也相对简单,关键工艺采用低温涂布,耗能低、污染少。这些优异的特点使其成为理想叠层电池技术的有力竞争者,可与晶硅电池构建叠层太阳能电池。

测算显示,采用钙钛矿叠层太阳能电池技术,在生产成本提高9%的情况下,光电转换效率可提高近50%。钙钛矿叠层电池技术可赋予晶硅或薄膜太阳能电池产业巨大的利润空间,在光伏行业应用前景广阔。国家发改委能源局新近发布的“能源技术革命创新行动计划(2016-2030)”已经将钙钛矿太阳能电池技术的开发列为十七项“重要创新行动”之一。

本项目研发的小尺寸叠层产品模块经过近6年时间在不同光电转换效率的晶硅底电池上进行叠层工艺加工,目前已经实现了超过22%的光电转化效率,在原有晶硅电池光电转化效率上提升20%-44%。同时在与工业化相关的稳定性、封装工艺、大面积涂布等方向积累了大量技术成果。实验室小试全套路线已经完全走通,全面进入中试阶段。

基于光学超颖表面的多维信息复用防伪标识与加密技术

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-/电子信息

近年来,超颖表面作为一个新兴的研究领域发展迅速,其强大的波前调控能力和与生俱来的超薄、紧凑的性质非常适合应用于光学加密、防伪领域。为了推进超颖表面的实用化发展,增加其信息容量,本项目在超颖表面的多维信息复用领域做出许多努力。将全息技术与位置复用、偏振复用、共形超颖表面、非对称传输、结构色、相变材料、轨道角动量调控等超颖表面相关特性相结合,设计出了多种基于光学超颖表面的多维信息复用防伪标识,为提升光存储技术的存储密度和防伪加密性能提供了新的解决方案,具有极大的设计优势和应用前景。

基于光学超颖表面的多维信息复用防伪标识与加密技术信息容量大,能提供多层次的防伪特征;必须采用电子束刻蚀系统进行加工,设计制造难度高,极难仿制和伪造;面积小,外表精致,不影响产品或证件的外观;具有极高的唯一性,由于全息算法的特性,即使对应的全息再现像完全相同,也可以通过对比SEM图来从根源上避免伪造。该技术代表着未来光学加密、防伪技术的发展方向,可作为数据存储、模式识别、信息处理和光学加密的平台,有望在增强现实、智能手机等人机交互领域及防伪、信息加密等信息安全领域发挥关键作用。

有机磷多面体低聚硅倍半氧烷(P-POSS)阻燃剂

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-/新材料

本成果首次成功合成了有机磷多面体低聚硅倍半氧烷(P-POSS)阻燃剂。P-POSS以硅、磷为主要阻燃元素,以笼型无机Si-O结构为内核、含磷有机基团为外壳的独特结构,具有常温下为固体、聚合物材料加工温度下出现玻璃化转变的良好加工性能,同时具有热稳定性高和与聚合物相容性好的特点,指向一类新型高效阻燃剂分子的未来特征。前期研究结果表明,P-POSS在环氧树脂和聚碳酸酯中均表现出优异的阻燃性能,同时,使聚合物材料保持良好的综合性能,具有广阔的市场应用前景。

在阻燃环氧树脂应用中,低含量的P-POSS(硅、磷元素含量为0.1~0.5wt%)即可使阻燃环氧树脂的氧指数达到30%以上,获得UL-94 V0级别。而且P-POSS 阻燃的环氧树脂表现出独特的“吹熄”现象,即样条点燃后,点燃端明显有气流从炭层燃烧点喷射而出,将火焰吹离聚合物表面并迅速熄灭,正是这种“吹熄”现象实现P-POSS的高效阻燃环氧树脂。P-POSS不但能够提高环氧树脂阻燃性能和热稳定性,还能保持环氧树脂本身的透明性、机械性能和电性能。

在阻燃聚碳酸酯应用中,P-POSS不但能够保持POSS结构热稳定性高的特点,而且还可以有效回避原料磷系阻燃剂的增塑作用。常温下这种P-POSS的固体状态使其更容易储存和添加,而它们在PC加工温度范围内存在的玻璃化转变现象更是使其分散状态较一般固体阻燃剂有着显著的改善,甚至达到纳米级分散。P-POSS在2wt%的添加量下就可以使聚碳酸酯达到UL-94 V0级别,同时热变形温度保持在140℃。 

智能手机3D曲面玻璃制备用高性能石墨模具

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-/新材料

为了提高智能手机3D曲面玻璃制备用石墨模具的寿命,本成果利用非电极式等离子电解专利技术快速实现大批量石墨粉体表面纳米陶瓷改性,并采用传统的模具制备生产线实现高性能长寿命石墨模具的制备。本产品优势有:(1)原材料石墨粉体不需要经过表面处理,这样可以节省大量成本,降低环境负担及其相关费用;(2)非电极式等离子电解专利技术为一站式置换技术,即在石墨粉体进行表面清洗和活化同时实现陶瓷涂层沉积;(3)所制备的陶瓷涂层和石墨粉体具有优异的结合力,远远优于传统的溶胶-凝胶技术;(4)所制备的陶瓷涂层厚度为20纳米,避免石墨模具在制备和使用过程中升降温因热不匹配而导致的开裂;(5)所开发的石墨模具中陶瓷组分均匀并量少,降低了原材料成本,避免传统的石墨/陶瓷复合材料在制备和使用过程中升降温因热不匹配而导致的开裂,极大提高感应加热效率;(6)可采用传统的石墨及其模具制备生产线,实现生产线技术的匹配,极大降低成本。

本项目组已经制备出尺寸为175*110*30mm的石墨模具单件样品,经深圳某自动化公司考核,在相同条件下该石墨模具寿命提高3倍,并且其成本基本不增加,具有巨大的市场前景。

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