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1、项目名称：纤维形态光伏及能量储存器件推荐单位：北京大学主要完成单位：北京大学，南京大学，重庆大学 项目简介：本项目原创性地提出并实现了基于双纤维电极、无需透明导电材料的纤维形态光伏电池新结构，颠覆了传统 平板电池的三明治结构和透光式采光模式，解决了透明导电电极这一光伏器件领域的关键技术难题，扩大了太阳 能电池电极材料的选择范围。电池的维度从传统的平面二维降低到了线性一维，提升了电池的柔性和形态设计自 由度，改善了太阳能电池对应用空间及环境的适应能力，为可编织及可穿戴能源器件提供了关键基础支撑。此 外，其高度的轴对称结构使得其具有3D采光特性，对地面及墙面反射光的利用也都成为了可能，大大提升日均
2、和 有效采光效率。而且此类器件全新的电极接触形式和高曲率的纤维基底也改变了电池内部各种场的分布形式，引 伸出了系列新的科学问题和技术难题，更加丰富了光伏器件物理的研究内容。本项目首次提出的基于三纤维结构的纤维储能器件结构，在解决纤维储能电池隔膜关键难题的同时，与纤维 光伏一起构成了完整的纤维形态能源器件体系。围绕这类器件的活性层的光电子通道构筑、功能材料、制备工 艺、编织及模块化、高性能化、器件物理等的研究逐步构筑起了纤维光电子学研究新领域的雏形。本项目团队在 相关方面开展了深入系统的工作，引领了本领域的发展。目前基于液态电解质的纤维光伏电池最高效率达到8%,固态纤维电池效率接近7%,器件长度
3、达到30cm以 上。开发出了电池输出功率可提高4-6倍的微型聚光模块、总能量转化效率达到2.1%的发电/储能集成器件、基于 全碳电极的光伏及储能器件、高效墨水碳超级电容器、波导型光伏建筑一体化模块和高效非钠对电极材料等一系 列国内外领先研究成果。本项目共发表与纤维（包括网状）光伏及纤维储能直接相关的SCI论文47篇，基于Web of Science的总引次 数1380次。10篇代表性论文被SCI他引600余次，已获授权专利6项，出版著作1本。相关成果获第七届国际 发明展览会金奖，入选太阳能光伏网的“2014十大太阳能光伏前沿技术”代表性成果。主要完成人情况表:姓名排名技术 职称工作 单位完成单
4、位对本项目技术创造性贡献曾获科技奖励情况邹德春1教授北京 大学北京大学第一完成人，项目总体思想及核心技术的提出，关 键问题的解决；项目团队的研究指导及管理；10篇 代表性论文及第一完成单位所有申奖论文的通讯作 者和相关专利的第一发明人。基于2012,2013发表江西省自然科学二 等奖（3）。的纤维光优及储能方面的论文，进入RSC2015 “T0P1%”高被引作者榜单。()o周勇2教授南京 大学南京 大学借鉴传统电子器件相关领域的研究基础，以非平面 基底为载体，结合新型纤维光伏电池的基本原理， 提出并发展了一系列适用于纤维基底的光电功能微 纳结构材料及其薄膜制备技术。针对纤维光伏电池 和非平面基
5、底的基本特征，通过原位制备以及复合 制备法在高曲率的纤维基底(包括金属丝、金属网和 碳纤维)表面设计并构筑了多层次多尺度的功能微纳 结构材料，涵盖多种孔径适宜、分布均匀、高比表 面积的TiO2半导体光阳极、TiN纳米片、ZnO纳米 树、Zn2SnO4纳米线与CoNi2S4纳米带或纳米棒等 低维纳米结构材料。是代表性论文10的通讯作者之 一，同时也是代表性专著的主编。范兴3副教 授重庆 大学北京 大学 /重 庆大 学纤维及丝网状染料敏化太阳能电池的发明者之一， 是本领域首篇论文研究的最主要完成者和第一作者(代表性论文1和3,专利1和2)。2013年重庆市科 技进步一等奖(3) o傅永平4其它北京
6、 大学北京 大学最主要贡献产生于作为北京大学化学学院本科生在 读及毕业后暂留原实验室工作期间；是管式封装液 体纤维光伏电池结构的提出者之一；后又主要优化 高性能纤维光伏电池和聚光电池的制备条件，也是 纤维储能电池和纤维能源一体化思想的提出者和器 件制作者之一，是代表性论文2、4和9的第一作 者，授权专利3和4的第二发明人。无侯绍聪5其它北京 大学北京 大学最主要贡献产生于作为北京大学的硕博连读研究生 期间，参与纤维光伏电池的设计与制备，开发了多 种适用于纤维光伏电池的低成本电催化材料和功能 纤维对电极。是代表性论文5和6的第一作者。无蔡欣6讲师华南 农业 大学北京 大学第六完成人深入研究了时滞
7、双向联想记忆神经网络 的稳定性问题，获得了双向联想记忆神经网络平衡 点存在性、唯一性和指数稳定性的基于线性矩阵不 等式的判定条件，并估计了网络指数稳定性的收敛 速度指标。对本成果重要科学发现中第1点做出了 创新性贡献，是代表性论文7的作者。本项目研究 工作量占本人工作总量的40%o无彭鸣7其它北京 大学北京 大学最主要贡献产生于作为北京大学的硕博连读研究生 期间，参与纤维太阳能电池光阳极的设计，大尺寸 柔性纤维太阳能电池的制备，以及波导聚光组件的 设计，纤维可充电电池的制备及其与纤维光伏电池 的一体化研究。是代表性论文2、6和8的参与者， 授权专利5和实用新型6的第二发明人。无于潇8其它北京大
8、学北京 大学最主要贡献产生于作为北京大学的硕博连读研究生 期间，对纤维状染料敏化太阳能电池的制备流程及 具体制备工艺进行了优化，在此基础上制备了尺寸较大且具备较高光电转换效率的纤维状光伏器件。 此外，在固态纤维状染料敏化电池中固态电解质开 发、钙钛矿太阳能电池制备工艺方面也开展了探索 性的工作。代表性论文2、4、6和8的参与者。1.不超过1()篇代表性论文、专著序 号论文、专著影响因 子年卷页码发表年月通讯作者/第一作者SCI他引是否国 内完成1Wire-Shaped Flexible Dye-Sensitized Solar Cells/ Advanced Materials / Xing
9、Fan, Zengze Chu, Fuzhi Wang, Chao Zhang, Lin Chen, Yanwei Tang, and Dechun Zou*17.4932008(20):592-5952008-02邹德春/范兴119129是2Fiber Supercapacitors Utilizing Pen Ink. for FlexibleAVearable Energy Storage/ Advanced Materials / Yongping Fu , Xin Cai, Hongwei Wu , Zhibin Lv , Shaocong Hou , Ming Peng , Xia
10、o Yu ,and Dechun Zou*17.49 32012(24):5713- 57182012-08邹德春/傅永平140142是3Conductive mesh based flexible dye-sensitized solar cells/ Applied Physics Letters/ Xing Fan, Fuzhi Wang, Zengze Chu, Lin Chen, Chao Zhang, and Dechun Zou*3.3022007(90):0735012007-02邹德春/范兴6163是4Integrated power fiber for energy con
11、version and storage/ Energy & Environmental Science / Yongping Fu, Hongwei Wu, Shuyang Ye, Xin Cai, Xiao Yu, Shaocong Hou, Hanny Kafafy and Dechun Zou*20.52 32013(6):805-8122013-03邹德春/傅永平6163是5Transparent conductive oxide-less, flexible, and highly efficient dye-sensitized solar cells with commercia
12、lized carbon fiber as the counter electrode/ Journal of Materials Chemistry/ Shaocong Hou, Xin Cai, Yongping Fu, Zhibin Lv, Dan Wang, Hongwei Wu, Chao Zhang, Zengze Chu and Dechun Zou*6.6262011(21): 13776- 137792011-08邹德春/侯绍聪4145是6Nitrogen-doped graphene for dye-sensitized solar cells and the role o
13、f nitrogen states in triiodide reduction/ Energy & Environmental Science / Shaocong Hou, Xin Cai, Hongwei Wu, Xiao Yu, Ming Peng, Kai Yan and Dechun Zou*20.52 32013(6): 3356- 33622013-09邹德春/侯绍聪5758是7Highly efficient and completely flexible fibershaped dye-sensitized solar cell based on TiO2 nanotube
14、 array/ Nanoscale/. Zhibin Lv, Jiefeng Yu, Hongwei Wu, Jian Shang, Dan Wang, Shaocong Hou, Yongping Fu, Kai Wu and Dechun Zou*7.3942012(4): 1248- 12532012-02邹德春/吕志彬4244是8Flexible planar/fiber-architectured supercapacitors for wearable energy storage/ Journal of Materials Chemistry C/ Xin Cai, Ming P
15、eng, Xiao Yu, Yongping Fu and Dechun Zou*4.6962014(2): 1184- 12002013-09邹德春/蔡欣5253是9Conjunction of fiber solar cells with groovy micro-reflectors as highly efficient energy harvesters/ Energy & Environmental Science / Yongping Fu, Zhibin Lv, Shaocong Hou, Hongwei Wu, Dang Wang, Chao Zhang, Zengze Ch
16、u, Xin Cai, Xing Fan, Zhong Lin Wang* and Dechun Zou*20.52 32011(4):3379- 33832011-07邹德春，王中林/ 傅永平2223是10Fiber dye-sensitized solar cells consisting of TiO2 nanowlres arrays on Ti thread as photoanodes through a low-cost, scalable route/ Journal of Materials Chemistry A/ Liang Chen, Yong Zhou*, Hui Dai, Zhengdao Li, Tao Yu, Jianguo Liu and Zhigang Zou*7.4432013(38):11790- 117942013-07周勇,邹志刚/陈 亮911是