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飛秒激光脈沖制備硅基微納結構光伏材料
太陽能作為一種潔凈和相對易于獲取的能源在未來的動力產品中將占有越來越大的比份。如何發展高光電能量轉換效率、高可靠性和低成本的太陽能電池是目前太陽能利用領域所面臨的關鍵問題。相對于第一代和第二代太陽能電池(轉換效率<<50％)，各國科學家紛紛研究不同的應用于第三代太陽能電池的新材料和新結構，目標是使光電轉換效率大于5 0％。近年來，一種具有微、納米量級特殊結構的光伏材料成為太陽能電池的研究熱點。利用飛秒脈沖激光在極短的持續時間內激發出極大的峰值能量，其在硅片的相互作用過程中具有很強的非線性效應，聚焦燒蝕硅表面很小的一塊面積，形成規則排列的微納米結構。這種微納米結構由于表面積增大，對入射光波有很大的吸收，且對光的敏感性提高了數百倍，這些性質對我們提高光電轉換效率具有很大的指導意義。這種材料與本底未處理材料的性質相比，材料帶隙減小，對光的敏感性提高了數百倍，這使得其對波長為250—2500 nm的入射光波有大于90％的吸收；另外，黑硅比傳統材質的硅的比重低。這些奇特的光電和物理性質能進一步提高太陽能電池的光電轉換效率。根據光吸收效率，激子光量子效率，化學電勢效率以及填充因子計算總的光電轉換效率，普通硅基太陽能電池光電轉換效率只有1 5％，而基于微納結構光伏材料的太陽能電池轉換效率可望達到50%-60%。 針對國民經濟可持續發展在太陽能光伏技術方面的重大需求，發展利用超短脈沖激光制備具有優異光電轉化效率的微納結構光伏材料的新方法，以及通過探測光伏材料中非平衡載流子的能帶結構及微分負電導等特性，探知光伏材料的光電轉換效率，從而篩選出轉換效率較高的微納結構光伏材料，最終在發展新型、高效太陽能電池的新原理和新技術方面取得創新性突破，為我國研發具有自主知識產權的高效第三代光伏電池打下堅實基礎。
上海理工大學
2021-04-11
實現混沌輔助的超寬譜微腔光頻梳的研究
光學頻率梳是具有確定梳齒頻率間隔的光頻標尺，在精密測量中發揮了極為重要的作用。近年來，一種基于光學微腔的新型芯片級光梳取得了突破性進展，其具備體積小、功耗低、精度高等優勢，大大拓寬了傳統桌面級精密光源的應用場景。目前，這種芯片級光梳已在超快激光雷達、光學頻率合成、大容量相干光通信和精密光譜學等方向上展現了巨大潛力，因而對基礎研究和產業應用都具有重要意義。然而，單個微腔光梳能夠覆蓋的光譜范圍往往被色散以及收集效率限制，從而阻礙了其在光學原子鐘、類地行星探尋、生物成像等重要領域的進一步應用。
北京大學
2021-04-11
鈣鈦礦光伏材料的生長機理原位的研究
隨著能源危機和環境污染問題的日益嚴峻，太陽能等綠色可再生能源近年來得到了廣泛關注。伴隨著光電轉換效率的提升和生產成本的下降，太陽能電池愈加凸顯其廣闊的應用前景。有機無機雜化鉛鹵鈣鈦礦太陽能電池，作為新型太陽能電池的后起之秀，在短短七年內，光電轉換效率從3.8%迅速增長到22.1%。雖然鈣鈦礦太陽能電池在效率上已經取得重大突破，但人們對于鈣鈦礦材料本身的生長機理以及薄膜形貌的形成機制研究還需要進一步加強，而基于此的研究對鈣鈦礦材料的深入認知以及相應的光電器件的應用具有重大意義。
北京大學
2021-04-11
基于線結構光的水下目標三維重建方法
本發明公開了一種基于線結構光的水下目標三維重建技術。本方法有效降低了由于水中懸浮物、海水對光的吸收和散射、非均勻光場等對探測精度的影響，完成了大角度、遠距離的水下目標三維信息提取，實現了水下遠距離、高精度、實時的目標三維探測。水下目標三維探測技術可為海洋資源開發、水下工程建設和水下軍事應用等領域等所需的水下探測技術提供重要的方法和參考。可以為人類提供合適的觀察通道，將水下被探測目標的外型顯示為人眼可判斷的圖像或視頻信息，以此來完成對水中信息的收集或者為下一步的研究及應用提供有價值的基礎數據信息。
青島大學
2021-04-13
一種基于多模波導的新型光調制器
本實用新型公開了一種基于多模波導的新型光調制器。其結構是具有多模調制結構的電致吸收調制器、具有多模調制結構的相位調制器或者具有多模調制結構的馬赫澤德干涉儀調制器，多模調制結構包含模式復用器、模式解復用器、第一多模連接波導、多模波導光調制區、第二多模連接波導，多模調制結構是以模式復用器的輸入端作為多模調制結構的輸入端，以模式復用器的輸入端或者模式解復用器的輸出端作為多模調制結構的輸出端。本實用新型利用多模波導光調制區以及模式復用?解復用技術，使得光能夠以不同模式的方式多次經過光調制區，顯著增強對光場的調控效果，可降低驅動電壓，并提升消光比和調制速度等性能，適用于各種光調制結構和原理。
浙江大學
2021-04-13
光動力抗菌抗病毒材料的研發和產業化
上海交通大學
2021-04-13
采用正交光功率比值的單波長型微波測頻方案
本發明公開了一種采用正交光功率比值的單波長型微波測頻方案。在此方案中，微波信號經載波抑制單邊帶調制模塊加載到一個連續激光光源的輸出光信號上，僅生成單個一階光邊帶；此光邊帶同時輸入到由同一個高雙折射元件構建的兩個梳狀濾波器中。經濾波、檢測和對比之后，分別獲得與微波頻率成余弦函數關系和正弦函數關系的兩個光功率比值，即正交光功率比值。結合兩個正交光功率比值可以在梳狀濾波響應的整個自由頻譜區內解調出唯一的頻率值。本發明以單個光源、單個高雙折射元件構建了采用正交光功率比值的微波測頻方案，以精簡的裝置在整個自由頻譜區內實現測頻，并在設計組合結構型測頻裝置中有著廣泛的應用前景。
西南交通大學
2016-07-05
一種采用混合型功率器件的光伏逆變器
本發明涉及光伏并網逆變器技術領域。包括由功率電路組成的功率逆變單元和逆變控制單元兩部分，功率逆變單元主要包括輸入EMI 濾波電路、交錯并聯 Boost 升壓電路、采用混合器件的全橋逆變電路、輸出并網濾波電路，逆變控制單元主要包括電網相位檢測電路、采樣電路、及控制器。本發明采用雙級結構，前級采用交錯并聯 Boost升壓，減小了電流的波動，降低了輸出電壓紋波；后級逆變單元采用混合功率器件，有效減小了逆變損耗，提高系統效率
華中科技大學
2021-04-14
高光溢出效果半導體納米晶器件微結構的構筑
本成果以原有的直寫型3D打印技術為基礎，通過對于現有3D打印技術的進一步開發，實現簡便，高效的微結構構筑技術。實現微結構納米晶器件的高效構筑，進一步提升器件的光溢出效率。
一、項目分類
關鍵核心技術突破
二、技術分析
成果源于國家自然科學基金“異價摻雜量子點的合成、聚合物基復合塊體3D打印制造與性能研究”，項目編號51872030。本成果以原有的直寫型3D打印技術為基礎，通過對于現有3D打印技術的進一步開發，實現簡便，高效的微結構構筑技術。實現微結構納米晶器件的高效構筑，進一步提升器件的光溢出效率。傳統發光器件由于器件材料的折射率高于空氣，光從器件內部向空氣傳播時，部分光會在器件的內表面發生全反射，從而無法實現高效的光溢出效果。2017年，Nature Photonics上報道的塊體熒光器件內部發出的光大量的在器件邊緣聚集（75%），正面與背面光溢出量的總和僅僅為25%(Nature Photonics, 2017,11,177-185.)。本成果以器件內部微結構構筑為基礎，通過微結構在器件內部的全反射界面構筑，改變光在材料內部的傳輸路徑，實現器件正面的光溢出效果增強。
本專利的高光溢出效果可以廣泛的應用于激光器、LED照明領域，提升能源利用效率。目前本專利可以將塊體材料單側約為~25%的溢出效率提升至~80%，約為3.2倍的提升。保守估計將此技術用于實際器件中，可以實現2倍以上的提升，這就意味著對于能源的消耗可以降低至原有的50%。照明約占全球能源消耗的15%-19%，全球溫室氣體排放的5%-6%。據統計2021年，全球照明市場總市值達到8089億元。照明技術是任何一個國家與地區都不可或缺的，高效的照明技術不僅可以為解決全球的能源危機提供有效解決途徑，同時為減少碳排放作出巨大貢獻，產生巨大的經濟效益。
北京理工大學
2022-08-17
一種基于多通道并行光信號的分光監測裝置
本發明屬于光纖通信技術領域，并公開了一種基于多通道并行 光信號的分光監測裝置，包括光信號發射模塊、分光模塊、耦合透鏡 陣列、光信號接收傳輸模塊和光信號檢測單元，其中光信號發射模塊 用于發射并行的多路光信號，并對其執行準直處理后輸送至分光模塊； 分光模塊將各路光信號執行分光，由此獲得沿著不同方向輸送的兩類 并行多路光信號：其中一類繼續發射至光信號檢測單元，并在此執行 狀態檢測；另外一類依次經過耦合透鏡陣列和光信號接收傳
華中科技大學
2021-04-14