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項(xiàng)目成果/簡(jiǎn)介:作為一種新的太陽(yáng)能電池電池技術(shù)，有機(jī)太陽(yáng)能電池具有低成本、柔性、半透明、可大面積溶液印刷等優(yōu)點(diǎn)；在應(yīng)用方面，可與當(dāng)前基于硅等的無(wú)機(jī)太陽(yáng)能電池形成優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。特別指出的是，與鈣鈦礦太陽(yáng)能電池相比，有機(jī)太陽(yáng)能電池還具有環(huán)境友好的優(yōu)點(diǎn)，在使用過程中以及使用后處理方面不會(huì)產(chǎn)生重金屬污染，其所使用的少量有機(jī)材料都是可降解的有機(jī)染料類化合物。效率、成本和穩(wěn)定性是所以太陽(yáng)能電池能否應(yīng)用的關(guān)鍵要素。有機(jī)太陽(yáng)能的效率目前和其它最好的太陽(yáng)能電池之間的差距正在迅速縮小，目前我們實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)獲得超過 1515%的效率，是有機(jī)太陽(yáng)能電池領(lǐng)域世界最高效率；成本方面，OPV具有巨大優(yōu)勢(shì)，有機(jī)材料分子結(jié)構(gòu)多樣性，成本低廉；壽命方面，因成本低廉，產(chǎn)業(yè)界對(duì)有機(jī)太陽(yáng)能電池壽命的要求不如無(wú)機(jī)太陽(yáng)能電池，10 年左右的壽命可以完全滿足商業(yè)化應(yīng)用，已有研究表明，OPV 壽命達(dá)到 5-7 年沒有問題，隨著研究深入，提高的 10 年以上會(huì)很快實(shí)現(xiàn)。 本項(xiàng)目圍繞有機(jī)太陽(yáng)能電池的關(guān)鍵材料開展系統(tǒng)研究，1）提出了新的材料設(shè)計(jì)理念，發(fā)展了系列具有獨(dú)立自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的活性層材料；2）發(fā)展了成熟的高效率有機(jī)太陽(yáng)能電池制備工藝技術(shù)，制備了系列高效率有機(jī)太陽(yáng)能電池光伏器件，不斷刷新領(lǐng)域內(nèi)最高太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)化效率；3）制備了低成本、可溶液印刷柔性的透明電極，應(yīng)用于有機(jī)太陽(yáng)能電池，獲得了與目前常規(guī)透明電極，如 ITO，完全相當(dāng)性能。應(yīng)用范圍:目前有機(jī)太陽(yáng)能電池正處在從實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嶋H應(yīng)用的黎明階段，因其優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)，在可穿戴設(shè)備、建筑一體化等領(lǐng)域?qū)?huì)產(chǎn)生巨大的需求市場(chǎng)。當(dāng)前國(guó)內(nèi)外多家實(shí)驗(yàn)室已開展完全面向?qū)嶋H應(yīng)用的研究開發(fā)，隨著研究的不斷深入，有機(jī)太陽(yáng)能電池的商品化生產(chǎn)應(yīng)用將會(huì)很快實(shí)現(xiàn)。效益分析:1. 具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高效有機(jī)太陽(yáng)能電池活性層材料，且合成簡(jiǎn)單，成本低； 2. 具有成熟的高效有機(jī)太陽(yáng)能電池制備工藝； 3. 具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的低成本、高性能柔性透明電極，不僅完全適用有機(jī)太陽(yáng)能電池，亦可廣泛應(yīng)用了其它相關(guān)領(lǐng)域。

本發(fā)明公開了一種傳輸線和漏波天線復(fù)用器件及其波束掃描方法，所述器件包括介質(zhì)基板，分別位于介質(zhì)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?nèi)荻O管。金屬條帶包括兩端的漸變微帶線結(jié)構(gòu)和中間的人工表面等離激元結(jié)構(gòu)。當(dāng)變?nèi)荻O管的容值與固定電容的容值一致時(shí)，該器件的表面阻抗一致，實(shí)現(xiàn)傳輸線的功能；當(dāng)變?nèi)荻O管的容值與固定電容的容值不一致時(shí)，該器件的表面阻抗得到周期性調(diào)制，實(shí)現(xiàn)漏波天線輻射功能。采用電壓作為調(diào)節(jié)手段，隨著電壓的改變能夠?qū)崿F(xiàn)波束定頻掃描；該器件制造簡(jiǎn)單、操作方便、容易集成，只需要一步光刻過程，不僅節(jié)省造價(jià)，而且避免了多層結(jié)構(gòu)引發(fā)的加工誤差。

本實(shí)用新型的曲面光學(xué)結(jié)構(gòu)的多電荷耦合器件組自適應(yīng)成像儀，屬于圖像信息獲取和處理領(lǐng)域。其結(jié) 構(gòu)為：3個(gè)CCD構(gòu)成仿復(fù)眼的曲面結(jié)構(gòu)，再分別連接到3個(gè)可編程視頻信號(hào)處理芯片的模擬信號(hào)輸入端；可編 程視頻信號(hào)處理芯片的狀態(tài)信息輸出到復(fù)雜可編程邏輯電路(CLPC)中作為控制信號(hào)，而數(shù)據(jù)信號(hào)則經(jīng)過上 述3個(gè)電可擦存儲(chǔ)芯片分別輸入到3個(gè)第一類DSP數(shù)字信號(hào)處理芯中，3個(gè)第一類DSP數(shù)字信號(hào)處理芯片的控制 信號(hào)輸入到1個(gè)第二類DSP數(shù)字信號(hào)處理芯片做為片選信號(hào)和使能信號(hào)。該成像儀具有隨光照條件改變自動(dòng) 調(diào)節(jié)融合模式的成像功能，它不僅可以在正常光照條件下獲取高對(duì)比度的圖像，還可以在較弱光照條件下 獲取高亮度敏感性的圖像。

研究團(tuán)隊(duì)發(fā)展了獨(dú)特的液態(tài)金屬旋涂工藝，制成了金屬鈉薄膜，首次揭示了金屬鈉膜的優(yōu)異光波段等離激元特性。

作為一種新的太陽(yáng)能電池電池技術(shù)，有機(jī)太陽(yáng)能電池具有低成本、柔性、半透明、可大面積溶液印刷等優(yōu)點(diǎn)；在應(yīng)用方面，可與當(dāng)前基于硅等的無(wú)機(jī)太陽(yáng)能電池形成優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。特別指出的是，與鈣鈦礦太陽(yáng)能電池相比，有機(jī)太陽(yáng)能電池還具有環(huán)境友好的優(yōu)點(diǎn)，在使用過程中以及使用后處理方面不會(huì)產(chǎn)生重金屬污染，其所使用的少量有機(jī)材料都是可降解的有機(jī)染料類化合物。效率、成本和穩(wěn)定性是所以太陽(yáng)能電池能否應(yīng)用的關(guān)鍵要素。有機(jī)太陽(yáng)能的效率目前和其它最好的太陽(yáng)能電池之間的差距正在迅速縮小，目前我們實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)獲得超過 1515%的效率，是有機(jī)太陽(yáng)能電池領(lǐng)域世界最高效率；成本方面，OPV具有巨大優(yōu)勢(shì)，有機(jī)材料分子結(jié)構(gòu)多樣性，成本低廉；壽命方面，因成本低廉，產(chǎn)業(yè)界對(duì)有機(jī)太陽(yáng)能電池壽命的要求不如無(wú)機(jī)太陽(yáng)能電池，10 年左右的壽命可以完全滿足商業(yè)化應(yīng)用，已有研究表明，OPV 壽命達(dá)到 5-7 年沒有問題，隨著研究深入，提高的 10 年以上會(huì)很快實(shí)現(xiàn)。 本項(xiàng)目圍繞有機(jī)太陽(yáng)能電池的關(guān)鍵材料開展系統(tǒng)研究，1）提出了新的材料設(shè)計(jì)理念，發(fā)展了系列具有獨(dú)立自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的活性層材料；2）發(fā)展了成熟的高效率有機(jī)太陽(yáng)能電池制備工藝技術(shù)，制備了系列高效率有機(jī)太陽(yáng)能電池光伏器件，不斷刷新領(lǐng)域內(nèi)最高太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)化效率；3）制備了低成本、可溶液印刷柔性的透明電極，應(yīng)用于有機(jī)太陽(yáng)能電池，獲得了與目前常規(guī)透明電極，如 ITO，完全相當(dāng)性能。

本發(fā)明公開了一種氧化鋅納米纖維同質(zhì)P-N結(jié)器件及其制備方法，屬于納米材料和半導(dǎo)體器件領(lǐng)域。采用靜電紡絲技術(shù)進(jìn)行二次紡絲，形成交叉結(jié)構(gòu)納米纖維P-N結(jié)氧化鋅半導(dǎo)體，制備方法簡(jiǎn)單，成本較低，適宜批量生產(chǎn)，由此方法制得的含有交叉結(jié)構(gòu)納米纖維P-N結(jié)的氧化鋅納米纖維同質(zhì)P-N結(jié)器件具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、性能穩(wěn)定可靠、實(shí)用性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。

擁有人工微結(jié)構(gòu)科學(xué)與技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心、固體微結(jié)構(gòu)物理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、半導(dǎo)體節(jié)能器件及材料國(guó)家地方聯(lián)合工程中心以及江蘇省光電信息功能材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等科研平臺(tái)，在硅基納米結(jié)構(gòu)材料與性能調(diào)控，硅基光子學(xué)器件和新型能源器件等基礎(chǔ)研究領(lǐng)域具有很強(qiáng)的影響力。近年來(lái)，在硅基太陽(yáng)能電池片研發(fā)及其新型結(jié)構(gòu)材料在電池片上應(yīng)用等方面開展了全方位的研究，承擔(dān)完成了國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃課題和國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目等相關(guān)課題的研究。提出了漸變帶隙的納米硅量子點(diǎn)電池結(jié)構(gòu)，利用漸變帶隙進(jìn)一步拓寬電池的響應(yīng)光譜范圍，發(fā)展了包

1. 痛點(diǎn)問題 目前硅基太陽(yáng)能電池占據(jù)著太陽(yáng)能電池的主導(dǎo)地位，其中單晶硅電池轉(zhuǎn)換效率已可以達(dá)到25%左右，但它們需要比較多的單晶硅材料，生產(chǎn)成本高。而對(duì)于多晶硅，由于缺陷較多，轉(zhuǎn)換效率比較低。III-V族材料轉(zhuǎn)換效率高，但是材料和生產(chǎn)成本居高不下，難以推廣使用。雖然可以利用納米柱陣列來(lái)提高光吸收能力及減少材料成本，但是由于納米柱結(jié)構(gòu)具有很大的表面積，載流子較大的表面復(fù)合嚴(yán)重影響著器件的性能，而且需要昂貴的設(shè)備生長(zhǎng)徑向異質(zhì)結(jié)和控制摻雜濃度。 2. 解決方案 本項(xiàng)目提出一種磷化銦納米柱徑向同質(zhì)結(jié)陣列結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單制備方法，目前已完成高效太陽(yáng)能電池驗(yàn)證和原型器件的制備，另還有可見光探測(cè)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(shí)實(shí)現(xiàn)了磷化銦納米柱陣列和徑向同質(zhì)結(jié)的制備，通過控制刻蝕時(shí)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(zhǎng)徑向同質(zhì)結(jié)的方法，本方法設(shè)備簡(jiǎn)單，制備效率高。在降低成本方面，納米柱結(jié)構(gòu)相比于平面結(jié)構(gòu)具有更好的陷光效應(yīng)，只需使用少量的材料便可以實(shí)現(xiàn)高效光吸收。 合作需求 本項(xiàng)目下一步發(fā)展需求主要集中在與太陽(yáng)能電池相關(guān)企業(yè)的技術(shù)和產(chǎn)品合作，優(yōu)化和固定產(chǎn)品制作工藝流程，降低生產(chǎn)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(chǎn)業(yè)的工程化和市場(chǎng)資源。

本項(xiàng)目提出并發(fā)展了通用的硅基二維半導(dǎo)體材料范德華外延技術(shù), 實(shí)現(xiàn)了多種層狀和非層狀半導(dǎo)體材料的二維薄膜可控生長(zhǎng)，解決了傳統(tǒng)外延方法中存在的晶格失配、熱失配等多物理失配技術(shù)難題，開辟了非層狀材料在二維電子器件領(lǐng)域的研究新方向。 一、項(xiàng)目分類 重大科學(xué)前沿創(chuàng)新 二、成果簡(jiǎn)介 基于新材料、新架構(gòu)的硅基高密度集成信息功能器件的自主發(fā)展是國(guó)家重大戰(zhàn)略需求。本項(xiàng)目圍繞新型低維半導(dǎo)體材料的大規(guī)模可控制備、物性調(diào)控及其電子、光電器件展開系統(tǒng)研究，主要技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)有： 一、二維半導(dǎo)體材料及其異質(zhì)結(jié)構(gòu)的大規(guī)模可控制備。本項(xiàng)目提出并發(fā)展了通用的硅基二維半導(dǎo)體材料范德華外延技術(shù), 實(shí)現(xiàn)了多種層狀和非層狀半導(dǎo)體材料的二維薄膜可控生長(zhǎng)，解決了傳統(tǒng)外延方法中存在的晶格失配、熱失配等多物理失配技術(shù)難題，開辟了非層狀材料在二維電子器件領(lǐng)域的研究新方向。在晶圓級(jí)二維半導(dǎo)體材料的基礎(chǔ)上構(gòu)建出大規(guī)模的二維異質(zhì)結(jié)構(gòu)，得到了具有高可靠性和穩(wěn)定性的集成器件。相關(guān)成果發(fā)表在Science Advances、Advanced Materials等國(guó)際知名刊物上，共計(jì)40余篇，授權(quán)專利16項(xiàng)；與中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十三研究所等合作，成功實(shí)現(xiàn)了非層狀GaN在大失配硅基襯底上的高質(zhì)量外延，為第三代半導(dǎo)體的硅基集成提供了新的技術(shù)路線。 二、基于低維半導(dǎo)體材料的高靈敏光電器件。本項(xiàng)目通過發(fā)展高質(zhì)量硫族半導(dǎo)體的外延生長(zhǎng)新工藝，系統(tǒng)研究了MoTe2、PbS、CdTe等30余種二維半導(dǎo)體材料的光電性質(zhì)，極大地拓展了傳統(tǒng)的半導(dǎo)體光電材料體系；首次提出一種橋接的異質(zhì)結(jié)構(gòu)筑方式，大大降低了范德華間隙引入的光生載流子注入勢(shì)壘，獲得了高性能二維異質(zhì)結(jié)光電器件；發(fā)展了納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管器件表面修飾方法，調(diào)節(jié)晶體管特性為強(qiáng)增強(qiáng)型，利用這種設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了“鎖鑰”式高選擇性、高靈敏度氣體檢測(cè)器件。本項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了從深紫外區(qū)到中遠(yuǎn)紅外區(qū)的寬波段高靈敏度檢測(cè)，相關(guān)成果發(fā)表在Science Advances、ACS Nano等國(guó)際知名刊物上，共計(jì)30余篇，授權(quán)專利6項(xiàng)。 三、后摩爾時(shí)代新型低維電子信息器件。本項(xiàng)目基于低維半導(dǎo)體材料及其異質(zhì)結(jié)構(gòu)的物性調(diào)控，首次提出了二維半導(dǎo)體材料中的“增強(qiáng)陷阱效應(yīng)”物理模型，實(shí)現(xiàn)了高性能的亞帶隙紅外探測(cè)器和非易失性光電存儲(chǔ)器；利用雙極性溝道中橫向載流子分布的特定電場(chǎng)依賴性，在二維黑磷晶體管中實(shí)現(xiàn)了室溫負(fù)微分電阻特性；通過構(gòu)筑亞5 nm溝道二維鐵電負(fù)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(chuàng)新性的提出多層二維范德華非對(duì)稱異質(zhì)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了器件高性能與多功能的集成，器件性能為當(dāng)時(shí)最高指標(biāo)；發(fā)展了新型存算一體架構(gòu)電子器件技術(shù)，首次演示了兼具信息存儲(chǔ)和處理能力的二維單極性憶阻器，有望突破當(dāng)前算力瓶頸，提供集成電路發(fā)展的新途徑。相關(guān)成果發(fā)表在Nature Electronics、Nature Communications等國(guó)際知名刊物上，共計(jì)60余篇，授權(quán)專利7項(xiàng)。

本發(fā)明公開了一種非易失性高密度三維半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，該存 儲(chǔ)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(chǔ)器件，不僅使器件的結(jié) 構(gòu)更加簡(jiǎn)單，也減少了原有器件制作過程中復(fù)雜的制造工藝步驟，簡(jiǎn) 化了制備過程，對(duì)降低制造成本有積極作用