光电转化效率测试装置

p 　　PM2.5质量浓度监测的准确性高度依赖切割器的切割性能，怎样能证明所切割的是“PM2.5”广为公众关注。近日，中国环境监测总站(以下简称总站)联合中国计量院开展技术攻关，共同设计建设了多通道PM2.5切割效率测试计量标准装置”，并成功实现了测试的业务化应用。 /p p 　　我国环境保护标准《环境空气颗粒物连续自动监测系统技术要求及检测方法》(HJ653-2013)及美国环保署等国际环境保护机构均要求PM2.5质量浓度监测仪器配套的切割器50%切割粒径(Da50)在(2.5± 0.2)μm范围内、捕集效率几何标准偏差σg在1.2± 0.1范围内，以保障监测目标物是符合定义的“PM2.5”。建设符合计量学量值溯源特性且能实现业务化应用的PM2.5切割效率测试装置，一直是大气环境监测研究工作的重点和难点。总站和中国计量科学研究院加强技术合作，共同设计建设了多通道PM2.5切割效率测试计量标准装置”，通过发生可溯源到我国计量基标准的标准空气动力学粒径的PSL粒子(GBW13642 ~ 13649)，并采用气溶胶粒径谱仪对切割前后的PSL小球数量浓度进行测定，拟合反S型曲线，计算被测切割器Da50和σg。 /p p 　　经过反复设计修改、测试和优化，解决了大粒径粒子发生困难、上下游一致性不稳定等技术问题，总站于2020年初完成系统建设，并开展了系统稳定性、上下游一致性和多个旋风式切割器切割性能的测试。测试结果表明该套系统具有测试时间短(3小时内完成一次8粒径测试)、一致性好等优点。与单/多分散发生器发生氯化钾等粒子、飞行时间空气动力学粒径谱仪测试等方法相比，该系统测试的动气动力学直径结果可通过标准粒子直接溯源到我国的计量基标准，具有计量溯源性完整的优点。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/f34dd08d-2855-49f6-9b55-a775f9795507.jpg" title=" 图1.jpg" alt=" 图1.jpg" / /p p style=" text-align: center " 　　 span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 某品牌旋风式切割器切割效率曲线图(Da50=2.52μm，σg16=1.14，σg84=1.21) /span /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/bcdb99b0-5d5e-44e2-99cc-72ea6de1c8ed.jpg" title=" 图2.jpg" alt=" 图2.jpg" / /p p style=" text-align: center " 　　 span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 生态环境监测计量中心工程师开展装置调试与切割器测试 /span /p p 　　下一步，总站将依托该装置开展国家环境监测网常用中低流量PM2.5切割器性能测试工作，待相关计量技术规范发布后启动计量建标工作，并进一步研发多分散原理的切割效率测试装置和PM1切割性能测试方法。 /p p 　　PM2.5切割效率测试装置的成功研发和业务化应用，会为说清切割的是否是“PM2.5”起到关键作用，并将为设备生产商研制性能优良的切割器、监测部门使用合格的监测设备、监管部门查处使用影响PM2.5监测质量的切割装置提供重要的技术支持，为提升环境空气监测网数据质量起到积极作用。 /p

p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp 南开大学化学学院陈永胜教授领衔的团队在有机太阳能电池领域研究中获突破性进展。他们设计和制备的具有高效、宽光谱吸收特性的叠层有机太阳能电池材料和器件，实现了17.3%的光电转化效率，刷新了目前文献报道的有机/高分子太阳能电池光电转化效率的世界最高纪录。这一最新成果让有机太阳能电池距离产业化更近一步。美国东部时间8月9日下午，介绍该研究的论文在线发表于国际顶级学术期刊《Science》上。 /p p /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/62f3136a-548f-4a98-8fae-d391287a7e56.jpg" title=" 1.jpg" / /p p style=" text-align: justify " 有机太阳能电池的柔性特征和本工作主要结果 /p p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp 有机太阳能电池是解决环境污染、能源危机的有效途径之一，其在质轻、柔软、半透明、可大面积低成本印刷、环境友好等方面都远远优于传统太阳能电池，被认为是具有重大产业前景的新一代绿色能源技术。然而，实现高效率的太阳能电能转化是有机太阳能电池研究的核心难题。而这一难题能否解决也直接决定着有机太阳能电池能否走出实验室、走进人类的实际生产生活。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/243c9699-f8c4-4bb5-89cc-a57b9b15c3bc.jpg" title=" 2.jpg" / /p p /p p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp 近年来，虽然有机太阳能电池研究获得了迅猛发展，实现了14%~15%的光电转化效率，但仍远远落后于其它主要以无机材料(如硅)为主的太阳能电池转化效率。“主要原因在于，有机高分子材料本身较低的载流子迁移率限制了活性层厚度，因此太阳光不能够获得充分和有效的利用。”陈永胜说。 /p p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp 据介绍，叠层太阳能电池不仅可以克服上述难题，还可以充分发挥有机和高分子材料结构和性质优良的可调性特征，通过叠层电池中前后电池里活性材料互补的光吸收，更有效地利用太阳光，从而实现更高的能量转换效率。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/54c72967-855b-4761-8dbd-15b23150ffa7.jpg" title=" 3.jpg" / /p p /p p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp 陈永胜教授团队与中科院国家纳米科学中心丁黎明教授、华南理工大学叶轩立教授研究团队合作，首先利用半经验模型，从理论上预测了有机太阳能电池实际可以达到的最高效率和理想活性层材料的参数要求。在此基础上，他们以在可见光区域和近红外区域具有良好互补吸收的PBDB-T:F-M和PTB7-Th:O6T-4F:PC71BM分别作为前电池和后电池的活性层材料，采用成本低廉、与工业化生产兼容的溶液加工方法，制备得到了高效的有机太阳能垫层器件，获得了17.3%的验证效率。 /p p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp 该团队研究人员介绍，依据该工作提出的模型和设计原理，结合有机高分子材料结构的多样性和可调性，通过对材料和器件的进一步优化，非常有望获得和无机材料类似的能量转化效率，从而为有机太阳能电池的产业化提供有力技术支撑。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/3a090dba-e3eb-4db6-9406-053ba9748a44.jpg" title=" 4.jpg" / /p p /p p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp “依据我们提出的半经验模型预测，有机太阳能电池(垫层)的最高转化效率理论上可以达到20%以上。本次工作中，我们同时也对电池的寿命进行了初步试验，发现166天实验后电池效率仅降低4%。未来，我们将继续设计新的材料，在进一步提高能量转化效率的同时，针对电池寿命问题进行系统的实验，争取让有机太阳能电池早日从实验室走向实际应用。”陈永胜说。 /p p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp 据了解，该研究得到了科技部、国家自然科学基金委、天津市科委和南开大学的项目支持。 /p p br/ /p

8月1日，省政府新闻办举行政策例行吹风会，介绍山东加速推进科研仪器开放共享、服务重大科技创新情况。推动大型科研仪器和中试装置开放共享，能够增加科技创新资源有效供给，减少仪器重复购置、闲置，便于企业链接会聚科技人才团队，降低企业创新成本。“特别是对中小企业，能够通过支付非常少的成本，共享使用先进的仪器设备，高效开展新产品研发、新技术验证，以此有效激发企业创新活力，加速科技成果向现实生产力的转化，为产业升级和转型注入新的动力。”省科技厅副厅长梁恺龙说。据介绍，我省2005年启动大型科研仪器共享工作，搭建了山东省大型科研仪器开放共享服务网，目前入网的价值10万元以上的仪器有1.8万多台，入网会员单位近4万家。近日，我省又出台了《关于加强大型科研仪器及中试装置开放共享的若干措施》（以下简称《若干措施》），加力推进大型科研仪器和中试装置开放共享。《若干措施》提出要加大科研仪器开放共享力度，优化提升大型科研仪器开放共享服务网功能，到2026年年底，入网大型科研仪器达到3万台，仪器设备原值达250亿元，入网数量和仪器设备原值均达到全国前列。《若干措施》特别提出要强化使用单位支持激励，对符合条件的中小微企业，通过共享大型科研仪器开展科技创新活动，可以以创新券形式获得40%—60%的补助；对省内仪器资源无法满足需求，使用省外设备产生的费用，也可获得创新券补助。同时，将实现创新券“免申、即时”使用，针对后补助形式兑付创新券存在的流程较为繁琐、兑付周期长等问题，升级大型科研仪器开放共享服务平台，创新券将以优惠券形式嵌入，实现直接抵扣，审核频次由“一月一审”变为“一单一审”，实现“免申即享”“即时兑付”，大幅提高创新券补助申领效率。《若干措施》提出，加强政策激励与管理。对开放共享程度高、服务质量好、用户评价高的设备供给方，省科技厅将给予最高200万元奖励，提高供给单位服务的积极性。同时，按照“应入网尽入网”的原则，推动各级财政资金购置的30万元以上大型科研仪器设备全部入网管理。据统计，我省大型科研仪器和中试装置主要集中在高校，高校拥有50万元以上的大型科研仪器6614台，占全省的54.4%。“推进高校大型仪器设备市场化运营，向社会提供开放共享服务，符合条件的服务收入不上缴国库，留归单位纳入预算管理。”省财政厅二级巡视员王永振说。在推进中试基地开放共享方面，我省将对省级中试示范基地每年开展绩效评价，根据其上年度对外开展中试服务绩效给予最高200万元奖补支持。梁恺龙介绍，《若干措施》提出鼓励中试设备开放共享，将系统梳理分散在高校院所、企业等各类单位的中试设备资源，对符合条件的中试设备资源纳入开放共享服务网管理，从机制上解决中试平台开放性不足，中小企业建不起、用不上的问题，打造“中试+”生态。“推动科研仪器共享对促进我省科技创新和高质量发展的作用是多维度的。”梁恺龙介绍，近5年来，我省享受科研仪器共享服务和创新券补助的中小微企业，有74%通过了国家科技型中小企业认定，1285家中小微企业成长为高新技术企业。