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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。

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

本發明公開了一種傳輸線和漏波天線復用器件及其波束掃描方法，所述器件包括介質基板，分別位于介質基板上下表面的金屬條帶和金屬地板，以及通過過孔連接金屬地板和金屬條帶的周期性交替排列的電容和變容二極管。金屬條帶包括兩端的漸變微帶線結構和中間的人工表面等離激元結構。當變容二極管的容值與固定電容的容值一致時，該器件的表面阻抗一致，實現傳輸線的功能；當變容二極管的容值與固定電容的容值不一致時，該器件的表面阻抗得到周期性調制，實現漏波天線輻射功能。采用電壓作為調節手段，隨著電壓的改變能夠實現波束定頻掃描； 該器件制造簡單、操作方便、容易集成，只需要一步光刻過程，不僅節省造價，而且避免了多層結構引發的加工誤差。

云母鈦珠光顏料是20世紀80年代由日本，法國等國家的學者開發成功的高檔顏料產品，顏料粒子是片狀，粒徑一般為10－6um，每個粒子都具有層狀結構，即云母片夾在兩層TiO2包覆層之間，它們之間沒有任何粘附劑，TiO2的晶型為金紅石型。云母鈦珠光原料的外觀為銀白色粉末，折射率為2.4－2.6，相對密度為3.7。無毒，耐光，耐熱，耐化學腐蝕，不易燃，不導電。顏料的珍珠光澤金額干涉色的差異與產品的粒度大小，粒度分布及TiO2的含量有關，粒子顆粒較粗時具有類似金屬的閃爍效果，粒子較細小時，具有類似絲綢的柔和光澤。TiO2含量較低（約為10－20％），即色膜層較薄時，其發射色是白色，銀白色或珍珠色；含量較高即色膜層較厚時，其發射色為各種顏色的干涉色，或為金色或為紅色，藍色或綠色。色澤鮮艷，幻彩繽紛，閃爍無窮，美觀無限。云母鈦珠光顏料主要用于塑料，橡膠，涂料，化妝品等高檔商品的生產中，為產品提供柔和多變的色彩，使產品更具高貴華麗。在轎車面漆生產中加入本產品可增加汽車漆面的耐候性和潔亮的光澤，延長使用壽命；在高檔化妝品中使用，使產品無毒，色彩穩定和潔膚潤滑之功能；在橡膠，塑料中使用，還能使產品的熱穩定性顯著提高

利用修飾有線粒體靶向肽的氧化鐵磁納米粒子與修飾有β-環糊精的透明質酸構筑了一種超分子納米纖維。該超分子納米纖維可以經由光照或磁場（甚至包括很弱的地磁場）調控其形貌轉換。無論是體內還是體外條件下，由于透明質酸受體在腫瘤細胞表面過表達，該超分子納米纖維可以高效靶向腫瘤細胞，并且經過地磁場的導向聚集，誘導腫瘤細胞線粒體功能障礙和細胞間聚集，從而特異性抑制體內腫瘤細胞的侵襲和遷移。該超分子納米纖維可以作為一種方便的工具，不僅可以加深對動態或刺激響應性生物事件的理解，而且可以促進用于腫瘤治療的生物材料的設計和發展。

徐光憲，男，1920年11月生于浙江省紹興市，北京大學教授，1980年被增選為中國科學院學部委員，是我國著名的化學家和教育家。由教育部推薦。