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新型高效柔性光电转换/储能器件

新型高效柔性光电转换/储能器件

成果简介

利用光刻、电子束蒸发沉积等加工手段成功制造出柔性半透明的电化学能源器件(例如染料敏化太阳能电池、超级电容器等),并可以将光电转换器件和储能器件集成在塑料衬底表面构成自供能的系统;用不锈钢丝和不锈钢网作为承载活性材料的基底,使电化学器件实现柔性、可穿戴的功能。不锈钢材料经过化学钝化处理,一方面作为优良的导电通道,另一方面作为支撑骨架,防止吸附材料在电解质中解离;制备出利用太阳能发电/超级电容器储电的一体化柔性新能源器件,具备可穿戴性、户外独立全时供电等特点;利用电子束曝光、磁控溅射沉积等加工手段制备出表面光滑的金属平面结构,可以用于激发表面等离子体激元。当用作薄膜太阳能电池的底电极时,可以增强电池的光吸收率,从而提高太阳能电池的转换效率。努力突破现有单结太阳能电池的Shockley-Queisser极限,争取实现转换效率超过20%、成本仅为现有硅技术1/10的新型高效率太阳能电池器件。

商品编号:光电转换/储能器件
商品型号:光电转换/储能器件
商品介绍

应用范围

项目处于新能源领域,涉及到光伏行业和储能行业。光伏行业在2012年底全球新增装机容量达到31GW,累计装机容量达到98.5GW的历史新高。我国十二五规划提出在十二五期间,新增光伏装机20GW,发展分布式光伏发电500MW的目标。储能行业中,超级电容器的板块近年来发展迅猛,2013年在全球市场的容量预计将达到120亿美元,其中主要分布在清洁能源汽车、消费电子、工业生产等领域,在我国的发展面临难得的机遇。

我们预期将目前的柔性半透明电化学能源器件拓展到锂电池、光解水等新的体系中去,同时努力提高光伏器件的光电转换效率和使用寿命,以及储能器件的功率/能量密度和循环充放电的次数,努力达到可实现商业化应用的水平。

技术优势

1. 一种氧化锌纳米线及其制备方法与应用(专利号:ZL200310113383.X)张洪洲,徐向宇,俞大鹏

2. 一种双面透光柔性染料敏化太阳能电池及其专用光阳极(专利号:201210030513.8)王伟,赵清,俞大鹏

3. 一种双面透光染料敏化太阳能电池光阳极(专利公开号:201210214701.6)王伟,赵清,俞大鹏

4. 一种基于平面梳齿状电极结构的透明柔性电化学器件及其制备方法 (专利公开号:201210579735.5)李恒,赵清,俞大鹏

5. 一种新型柔性轻便可双面加光染料敏化太阳能电池结构(专利公开号:201310031737.5)赵清,王伟,俞大鹏

第一、二项技术制造的产品轻便美观,可以作为可穿戴式电源系统,也可应用在建筑物光伏一体化设计上。在可预见的未来,柔性透明的电子产品将会出现在市场,该技术适用于此类产品的集成电源。全套工艺是低温、全溶液的方法,节能环保。第三项目技术可以有效的提高薄膜太阳能电池的光电转换效率,表面等离子体激元是近年来纳米材料研究的热点,利用它有希望大幅地改进目前光伏器件的性能。

技术水平

已申请五项专利。该项目一旦实施,拟力争申请并获批20项国际PCT专利技术,覆盖整个专业领域。

项目投资和预期收益

在973、重大研究计划等国家项目的大力支持下,在此方向已经投入研究经费300万元,不包括本实验室在人员、设备及其他资源方面的投入。

未来3年项目研发生产投入所需设备包括计算机、分析表征设备(透射/扫描电子显微镜)、微纳加工平台(电子束刻蚀、光刻流程)等。部分设备可以使用公共科研平台(太阳能性能检测系统)。项目研发生产投入500万元。前期实验室产品技术转让预计达2000万元。

后期提供的完整解决方案,包括提供连续流水线生产线路的整体方案;总体利润目前无法精确估计但如果本研究方案获得成功并形成产业链,必将取代现有硅基太阳能技术,带来新能源工业的革命。

项目所需投资额大约在500万元左右,用于加工中用到加工设备使用费,技术服务费,加工测试费,研发用小型仪器设备,各种材料、耗材、试剂等。

联系方式

联系单位:北京大学技术转移中心

联系人:杨松尧  刘笑一  黄牧青

电话:010-62751717

邮箱:lisj@pku.edu.cn

本文网址:http://www.cscip.cn/gaoxiaokeyanchengguochi/606.html
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