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大连理工大学科技成果汇编-新能源
2015-03-19 10:32 李春野 

目录

太阳能薄膜电池一种关键技术:磁控溅射制备微晶硅薄膜    1

350℃ 运行的燃料电池... 2

高性能染料敏化太阳能电池制备技术... 2

超临界萃取-酯交换反应偶合法由原料直接制备生物柴油    2

太阳能碟式聚光斯特林热发电系统设计... 3

全氧化物太阳能电池... 4

太阳能光电光热建筑一体化关键技术... 5

 

太阳能薄膜电池一种关键技术:磁控溅射制备微晶硅薄膜

一、产品和技术简介:

目前在工业上广泛采用的CVD技术制备硅膜,工艺和设备复杂,成本高,且在安全和环保环节上投入巨大。我们在国内首创出了微晶硅薄膜的PVD法沉积工艺,在温度低于300度的条件下,在单晶硅片和普通玻璃片上制备出不同结晶度的微晶硅薄膜和纳米结构硅薄膜,可以得到具有高度<111>方向取向生长的微晶硅薄膜,并实现了控制工艺的稳定性和可重复性。利用磁控溅射技术成功实现微晶硅薄膜的制备是一项重大突破,从根本上克服了现有技术的缺点,具有绿色、高效、简单等优点。目前需要合作伙伴,把该实验室技术放大到工业规模。

二、应用范围:

硅基薄膜材料在现代半导体工业中有着广泛的应用,例如在液晶显示器、微电子器件、电脑存储元件以及太阳电池等领域,硅基薄膜材料都发挥着至关重要的作用。尤其在被人们称为“绿色”能源的太阳电池领域,硅基薄膜材料有着无可限量的应用前景,基于微晶硅薄膜材料为基础的新一代硅基太阳电池是现今全世界的研究热点,被人们寄予了厚望。

三、生产条件:

属于真空镀膜技术的一种。

四、成本估算:

与普通磁控溅射想比,增加了等离子体源,提高了溅射离化率,增加设备成本约10%,每台设备价值在150万左右。但是相对于CVD技术而言,由于无需处理废气和安全保护,设备和运行成本大大下降。

五、规模与投资:

需要与合作方协商决定。

五、提供技术的程度和合作方式:

我们提供设备制造技术和相关制造工艺,同时我们拥有先进的材料表征手段,可提供材料结构和性能数据。

合作方提出进行设备放大并实施批量生产。

六、市场与效益:

太阳能薄膜电池的传统制造过程中会产生大量污染及耗费大量能源。本项目提供的技术属于国内独有的前沿技术,是太阳能薄膜电池生产所最求的新一代技术,具有重大应用价值,尤其在强调绿色制造的今天。

 

350 运行的燃料电池

一、产品和技术简介:

我们开发了350摄氏度下运行的无机固体物为质子传导材料的燃料电池。 关键技术: 开发了无机电解质导电率:350 ℃ 下为 0.1 S /cm2000h测试电导率无任何衰减。在350度可以解决的问题(1)可直接使用氢气、烃类(甲烷)、甲(乙)醇等作燃料,使燃料选择多样性。这样在氢气贮存问题没有解决前我们可以用其他廉价燃料代替(2)这个温度下催化剂可以用廉价的镍催化剂而不必使用铂金属作催化剂,这是最关键的。使燃料电池成本会大幅度减低。(3)可以使用不锈钢做双极板。避免了低温燃料电池的酸碱电解质或熔盐电解质的腐蚀及封接问题。对双极板的耐腐蚀性没有要求了,同时又不像高温固体氧化物那样必须使用耐高温的陶瓷。所以双极板和催化剂的成本,都可以降到原来的几百或者几千分之一。

无机固体物电解质为质子传导材料可以克服目前聚合物为质子传导材料的降解问题,使燃料电池的寿命大幅度提高。可以说350℃下运行的固体无机物为质子传导材料的质子交换膜燃料电池 是燃料电池商业化发展的终极产品。解决了燃料电池发展的困境,是新能源发展的一个里程碑。本项目是世界首创,国际领先。市场前景巨大。 

二、应用范围和生产条件:

350下运行的固体无机物为质子传导材料的质子交换膜燃料电池 是燃料电池商业化发展的终极产品。解决了燃料电池发展的困境,是新能源发展的一个里程碑。

三、获得的专利等知识情况:

本项目是世界首创,国际领先。市场前景巨大。 

高性能染料敏化太阳能电池制备技术

一、项目简介:

技术特点:成功开发了高性能的二氧化钛光阳极和大面积染料敏化太阳能电池制作技术。利用该技术制作的电池不但稳定性好,而且电池的光电转换高。

二、应用范围:

该项技术适用于染料敏化纳米晶太阳能电池。规模大小皆宜,投资取决于生产规模。市场需求量相当大,效益显着,极有发展前景。通过技术转让或技术服务及合作开发的方式合作。

生产条件:生产设备为丝网印刷机等设备,生产过程易操作,生产原料易得,生产过程无废物排放。

三、提供技术的程度和合作方式

通过技术转让或技术服务及合作开发的方式合作。

 

超临界萃取-酯交换反应偶合法由原料直接制备生物柴油

一、产品和技术简介:

生物柴油作为一种清洁的可替代能源受到越来越多的重视。以往制备生物柴油的方法存在一些无法避免的弊端,像物理法尽管简单,但产品质量差、存在严重的发动机积碳、润滑油污染等问题,而化学法则工艺复杂、产品分离困难、产生环境污染等。本课题利用超临界萃取-酯交换反应偶合法由原料直接制备生物柴油,该方法可以在较为温和的条件下由一步法直接从原料制备生物柴油,并且工艺简便,成本低,便于制造成可移动的生产装置,非常适合于就地生产和普及推广。

二、应用范围和生产条件:

目前,生物柴油的应用方式有三种:作为石化柴油润滑性添加剂,一般生物柴油的加入剂量低于5%;作为石化柴油的调和部分,主要应用于运输业、海运业及其他容易造成环境污染的领域(如矿井),研究表明,生物柴油在保持性能不变的同时,还降低了发动机的磨损,多数测试显示20%生物柴油与80%传统柴油相混合的使用效果最好;纯生物柴油作为燃料使用。

通常的标准化学化工实验室即可安装运行,无特殊要求。

三、获得的专利等知识产权情况:

超临界萃取-酯交换反应偶合法由原料直接制备生物柴油的方法, ZL200810010373.1,中国, 2011-09-14授权.

四、规模与投资、成本估算:

视用户的具体生产状况。

采用CO2为溶剂,无毒、无污染。而且CO2可以回收循环利用。因此本工艺具有潜在的技术经济性。

五、提供技术的程度和合作方式:

转让小试成果,培训人员操作水平达到技术合同要求。

六、配图:

七、产业化程度:中试阶段

 

太阳能碟式聚光斯特林热发电系统设计

一、产品和技术简介:

产品和技术简介太阳能热发电技术主要是利用聚光技术将太阳能入射辐射聚集,提高单位面积太阳能辐射的能流密度,进而对集热系统进行加热,利用热力循环完成发电技术。目前主要的太阳能热发电技术有:槽式聚光热发电技术、塔式聚光热发电技术、碟式聚光热发电技术等。

槽式与塔式太阳能热发电系统与传统火力发电系统的工作原理基本相同,其区别主要在于热源的不同。而碟式热发电是以斯特林机为发电部件,不在使用传统电厂的热力循环。碟式太阳热发电技术由于其具有分散与集中发电的双重优势,在太阳能热发电中具有良好的工程应用背景。碟式热发电采用了抛物面镜面进行聚光,单碟功率多为10~25kw,聚光直径在10~15m,可以独立运行,也可多台并联用于较大电户。在热发电规模方面,结合目前斯特林热机,25kw碟式聚光热发电是相对经济规模,因其经济性,可以适用于大规模离网和并网应用。

二、应用范围和生产条件:

分散式小规模或集中式大规模。具备有系统集成设计能力。

三、获得的专利等知识情况:

软件著作权2项(已批);

在申专利1个;

四、规模与投资、成本估算:

系统投资约在10美金/W

规模与投资太阳能碟式聚光斯特林热发电系统目前单机发电功率为10Kw50Kw,整体发电场规模可以根据实际使用规模灵活制定。

五、提供技术的程度和合作方式:

碟式热发电系统集成设计,主要发电部件选型等。

六、产业化程度:

中试阶段

全氧化物太阳能电池

一、产品和技术简介:

金属氧化物是非常丰富的一类化合物半导体,近年来一直是半导体新材料、新器件和新能源领域的研究热点。金属氧化物的禁带宽度分布很广,涵盖了从红外到深紫外的各种波段,包括许多直接带隙半导体,因此在各个波段的光电器件如发光器件和光探测器件方面具有显著的应用前景。

金属氧化物纳米晶的最佳生长技术包括三种,因为纳米晶分三种:零维的量子点(化学溶剂热合成),一维的纳米线(化学溶剂热合成,化学气相沉积CVD),二维的纳米膜(金属有机化学气相沉积)。我们采用的化学溶剂热合成法是一种在100摄氏度以下的广泛适用于各种常见金属氧化物制备的水浴化学合成法,工艺成熟,成本低廉,重复性好,对环境无污染。通过控制反应物组分、温度和时间,既可以生长量子点、纳米线、纳米管,也可以生长纳米结构阵列和准薄膜。

二、应用范围和生产条件:

在各个波段的光电器件如发光器件和光探测器件方面具有显著的应用前景。在透明导电薄膜和透明电子器件领域被广泛研究

三、获得的专利等知识情况:

暂无

四、规模与投资、成本估算:

目前我们实验室拥有上述三种技术和相关设备,因此在各种氧化物半导体材料的制备方面具有优势。结合学院已有以及将有的扫描电子显微镜、电子探针射线显微分析仪、化学气相沉积、磁控溅射、电子束蒸发、曝光机、显微探针台等设备,将在半导体器件研究方面具有更加全面的研究实力。

五、提供技术的程度和合作方式:

基础研究合作

六、配图:

太阳能光电光热建筑一体化关键技术

一、项目简介

太阳能在建筑中的应用可分为光热利用和光电利用两种。光热利用主要是用太阳能采暖和制冷,进行空气调节;光电技术利用则是太阳能发电,为建筑物提供照明用电等。太阳能电池在将光能转换成电能的过程中,并不是将全部的光能的都转换成电能,只能将15%的光能转换成可用电能,其余的85%都被转化为热能。为尽可能使电池效率保持在较高水平,充分利用吸收的太阳辐射能源,同时避免热量对组件光电转换效率的影响,延长电池组件的使用寿命,可以通过在太阳能电池组件上设置导热层,将光电转换过程中产生的热能吸收传导。因此,本文提出另一种能容易实现的太阳能电池组件取热方法,将太阳能光伏发电与太阳能热水器结合起来,把光伏电池组件层压在热水器的扁盒式铝合金集热板上,以实现太阳能光伏光热一体化。

二、应用范围

适用于别墅、独立院落、多层及高层住宅,办公综合楼、医院、旅馆酒店、游泳池等公共设施。

三、知识产权

目前,以拥有发明专利4项。

四、规模与投资

目前,已经完成了太阳能光热光电建筑一体化技术中关键技术的开发,并在实验室中对系统效率进行了测试。投资金额为200~500万元。

五、提供技术的程度和合作方式

提供技术的程度:实验室阶段。

合作方式:联合成立股份制公司,注册资金在1000万元以上,技术股份不低于40%

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