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一種寬光譜、強(qiáng)吸收的表面光伏型光探測(cè)器的制備方法，其作法是：以鈦箔為陽(yáng)極，鉑為陰極，對(duì)鈦箔進(jìn)行氧化，得非晶態(tài)TiO2納米管陣列；經(jīng)處理后，得TiO2納米管陣列；將鈦箔置于高溫反應(yīng)釜內(nèi)，再將Na2S2O3、Bi(NO3)3水溶液注入密封反應(yīng)釜，熱處理得Bi2S3-TiO2納米管陣列；在Bi2S3-TiO2納米管陣列表面覆蓋FTO，引出電極，在未生成Bi2S3-TiO2納米管陣列的鈦箔上引出電極，將FTO與鈦箔及其Bi2S3-TiO2納米管陣列的接觸邊緣封裝即得本發(fā)明的光探測(cè)器。該方法能耗低，工藝、設(shè)備簡(jiǎn)單；制得物適用光譜范圍大，適合做光譜分析；還可以做光敏開(kāi)關(guān)等光電器件，具有廣闊的應(yīng)用前景。

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于模糊概率的光伏電池的最大功率點(diǎn)的跟 蹤方法。所述跟蹤方法包括：以ε為采樣間隔，獲得 N 個(gè)采樣點(diǎn) [ui,P(ui)]，i 為小于等于 N 的正整數(shù)；其中，ε為 0.05UOC/Ns～ 0.5UOC/Ns，UOC 為光伏電池的開(kāi)路電壓，Ns 為光伏電池的串聯(lián)數(shù)； 通過(guò)構(gòu)造擴(kuò)散函數(shù) fD 和隸屬度函數(shù) fM，求取概率函數(shù) Pro(i)，對(duì)概率 函數(shù) Pro(i)的結(jié)果從大到小排序，并依次選取排序靠前的概率對(duì)應(yīng)的 Xi 的并集作為最大功率點(diǎn)的搜索范圍，使得所述排序靠前的概率函數(shù) Pr

本發(fā)明公開(kāi)了一種提高二氧化鈦光激發(fā)氣敏性能的方法及裝置， 該方法是在光氣敏傳感器工作過(guò)程中，通過(guò)對(duì)材料薄膜進(jìn)行加熱調(diào)控 （50℃-70℃），使氣敏材料表面物理吸附水減少，從而對(duì)環(huán)境濕度不 敏感；其次，表面保留的化學(xué)吸附水在紫外光照下產(chǎn)生的自由羥基， 以及由低溫加熱下產(chǎn)生少量熱激發(fā)誘導(dǎo)的光、熱聯(lián)合激發(fā)的協(xié)同效應(yīng)， 可大幅度提高其響應(yīng)恢復(fù)速度。裝置包括材料基片、光激發(fā)源、光激 發(fā)控制模塊、溫度控制模塊、信號(hào)調(diào)理模塊、計(jì)算

（一）成果背景 分布式光伏可在用戶側(cè)就近安裝與消納，減少因長(zhǎng)距離輸送帶來(lái)的線路損耗問(wèn)題，在新型電力系統(tǒng)建設(shè)中發(fā)揮著重要作用。2021年6月，國(guó)家能源局綜合司發(fā)布了《關(guān)于報(bào)送整縣（市、區(qū)）屋頂分布式光伏開(kāi)發(fā)試點(diǎn)方案的通知》，用以推動(dòng)分布式光伏高質(zhì)量發(fā)展、支撐新型電力系統(tǒng)建設(shè)。在該政策的推進(jìn)下，分布式光伏容量迅猛增長(zhǎng)。截至2021年底，國(guó)內(nèi)分布式光伏裝機(jī)容量已達(dá)到107.5GW，約占光伏總裝機(jī)容量的三分之一，且其增長(zhǎng)速度已經(jīng)超過(guò)了集中式光伏。 （二）痛點(diǎn)問(wèn)題 對(duì)于配電網(wǎng)來(lái)說(shuō)，光伏出力易受天氣因素影響，具有極強(qiáng)的隨機(jī)波動(dòng)特性，大規(guī)模分布式光伏接入，一方面加劇了配電網(wǎng)負(fù)荷短時(shí)波動(dòng)，影響電力實(shí)時(shí)平衡，制約負(fù)荷預(yù)測(cè)精度提升；另一方面，分布式光伏出力特性與負(fù)荷特性的不匹配造成其難以消納，為有源配電網(wǎng)運(yùn)行管理帶來(lái)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。 對(duì)于電力市場(chǎng)交易來(lái)說(shuō)，隨著新一輪電力體制改革的持續(xù)深入，分布式光伏所有者作為售電商參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)成為必然趨勢(shì)。分布式光伏出力的不確定性與短時(shí)劇烈波動(dòng)性，使得分布式光伏電站/售電商難以制定合理的市場(chǎng)交易策略與電力交易合同，面臨嚴(yán)重的市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)。 因此，亟需精準(zhǔn)的分布式光伏功率預(yù)測(cè)，為有源配電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行、分布式光伏消納，分布式光伏參與電力市場(chǎng)等提供有力數(shù)據(jù)支撐。 （三）技術(shù)方案 1、基于變分模態(tài)分解與動(dòng)態(tài)圖卷積網(wǎng)絡(luò)的分布式光伏功率預(yù)測(cè) 首先利用變分模態(tài)分解各分布式光伏復(fù)雜出力序列分解為相對(duì)簡(jiǎn)單、波動(dòng)較小的不同頻率子序列，以減小場(chǎng)站間關(guān)聯(lián)關(guān)系的挖掘難度。然后，基于分布式光伏場(chǎng)站間時(shí)空關(guān)聯(lián)性處于動(dòng)態(tài)變化中的考慮，利用全連接神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)將各節(jié)點(diǎn)特征映射到多維空間，而后利用時(shí)域卷積挖掘跨節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)關(guān)系，由此以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方式挖掘各頻率下各場(chǎng)站子序列關(guān)聯(lián)性，有效實(shí)現(xiàn)子序列動(dòng)態(tài)圖結(jié)構(gòu)的構(gòu)建。最終，基于可用于非歐式空間結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)建模的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，將其與動(dòng)態(tài)圖結(jié)構(gòu)結(jié)合，建立考慮動(dòng)態(tài)時(shí)空關(guān)聯(lián)性的圖卷積預(yù)測(cè)模型，針對(duì)不同頻率下出力子序列分別預(yù)測(cè)，而后重構(gòu)得到各場(chǎng)站功率進(jìn)而獲取配電網(wǎng)分布式光伏總功率。 2、基于深度聯(lián)邦學(xué)習(xí)的分布式光伏發(fā)電功率預(yù)測(cè) 首先，基于長(zhǎng)短期記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建時(shí)域自編碼器模型，該模型編碼器用于提取每個(gè)時(shí)間步輸入的時(shí)域特征，而后利用解碼器將該特征向量轉(zhuǎn)換為輸出序列進(jìn)行未來(lái)時(shí)間步的預(yù)測(cè)，自編碼能顯著增強(qiáng)長(zhǎng)短期記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的時(shí)域建模能力。而后，利用注意力機(jī)制解決其在處理長(zhǎng)輸入時(shí)間序列時(shí)會(huì)導(dǎo)致解碼器面臨特征冗余問(wèn)題，且使模型聚焦于對(duì)輸出更關(guān)鍵的時(shí)域特征。由此，利用注意力自編碼預(yù)測(cè)模型通過(guò)對(duì)時(shí)域特征的有效挖掘?qū)崿F(xiàn)功率預(yù)測(cè)精度的進(jìn)一步提升。 在此基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)了用于分布式光伏功率預(yù)測(cè)的聯(lián)邦學(xué)習(xí)框架，在該框架中，本地用戶僅需將本地模型進(jìn)行共享，無(wú)需數(shù)據(jù)的傳輸，而后由中央服務(wù)器進(jìn)行模型的聚合以實(shí)現(xiàn)用戶間信息共享。在各本地場(chǎng)站進(jìn)行注意力自編碼預(yù)測(cè)模型的訓(xùn)練；在中央服務(wù)器，基于聯(lián)邦平均算法實(shí)現(xiàn)各本地預(yù)測(cè)模型的匯聚、全局模型的生成與下發(fā)。在保證數(shù)據(jù)隱私性的前提下取得與傳統(tǒng)集中式機(jī)器學(xué)習(xí)訓(xùn)練近似的預(yù)測(cè)效果。 （四）競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì) 1、有效表征廣域分布式光伏集群間時(shí)空關(guān)聯(lián)特征，實(shí)現(xiàn)分布式光伏功率預(yù)測(cè)精度提升。 當(dāng)缺乏氣象實(shí)測(cè)或預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)時(shí)，考慮分布式光伏時(shí)空相關(guān)性可有效提升分布式光伏功率預(yù)測(cè)精度。現(xiàn)有研究多利用各光伏場(chǎng)站地理距離或者整體出力表征時(shí)空相關(guān)性。這種靜態(tài)建模方式在分布式光伏出力模式長(zhǎng)期穩(wěn)定的情況下，可以取得較好的預(yù)測(cè)效果。然而，易受天氣因素的影響，分布式光伏出力極易發(fā)生短時(shí)波動(dòng)，因而各場(chǎng)站關(guān)聯(lián)性處于動(dòng)態(tài)變化過(guò)程。以恒定的場(chǎng)站間關(guān)聯(lián)關(guān)系去考慮這種復(fù)雜的集群出力序列，顯然無(wú)法反映天氣影響下分布式光伏出力短時(shí)變化，難以實(shí)現(xiàn)功率預(yù)測(cè)精度的有效提升。 所提的基于變分模態(tài)分解與動(dòng)態(tài)圖卷積網(wǎng)絡(luò)的分布式光伏功率預(yù)測(cè)方法，利用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)挖掘各場(chǎng)站間關(guān)聯(lián)特性的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)挖掘。在基礎(chǔ)上，考慮到不同模態(tài)分量下各場(chǎng)站間關(guān)聯(lián)關(guān)系的差異性，將各場(chǎng)站原始功率分解為了相對(duì)簡(jiǎn)單、波動(dòng)較小的不同頻率模態(tài)分量，減小關(guān)聯(lián)關(guān)系的挖掘難度。 2、有效保證各分布式光伏數(shù)據(jù)隱私性，且能取得與傳統(tǒng)集中式機(jī)器學(xué)習(xí)訓(xùn)練方式近似的預(yù)測(cè)效果 現(xiàn)有的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)預(yù)測(cè)方法性能在很大程度上依賴于訓(xùn)練數(shù)據(jù)的數(shù)量，因此大多以一種集中的訓(xùn)練方式實(shí)現(xiàn)，即中央服務(wù)器匯聚來(lái)自各場(chǎng)站的運(yùn)行數(shù)據(jù)而后進(jìn)行模型的訓(xùn)練。然而，這種集中訓(xùn)練的方式會(huì)期限數(shù)據(jù)隱私，使用戶信息暴露在公共環(huán)境而導(dǎo)致被外部攻擊者進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、行為探測(cè)等。此外，在競(jìng)爭(zhēng)激烈的電力市場(chǎng)中，分布式光伏場(chǎng)站所有者可能不愿共享數(shù)據(jù)。這些因素使傳統(tǒng)模型訓(xùn)練方式難以實(shí)現(xiàn)。 所提的基于深度聯(lián)邦學(xué)習(xí)的分布式光伏發(fā)電功率預(yù)測(cè)方法，利用注意力自編碼模型在本地場(chǎng)站進(jìn)行建模預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)本地功率時(shí)域特征的有效挖掘；利用分散式訓(xùn)練的聯(lián)邦學(xué)習(xí)框架，實(shí)現(xiàn)各場(chǎng)站預(yù)測(cè)模型信息共享，有效保證本地用戶的數(shù)據(jù)隱私的同時(shí)取得不錯(cuò)的預(yù)測(cè)效果。 創(chuàng)新點(diǎn) 1、考慮了場(chǎng)站間關(guān)聯(lián)關(guān)系的動(dòng)態(tài)性。對(duì)于分布式光伏，雖然場(chǎng)站數(shù)量眾多、分布廣泛，但是其位置臨近，由于云團(tuán)運(yùn)動(dòng)等氣象因素導(dǎo)致的相關(guān)性較強(qiáng)。所提方法以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方式根據(jù)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前的各場(chǎng)站輸入功率進(jìn)行關(guān)聯(lián)關(guān)系的動(dòng)態(tài)表征，實(shí)現(xiàn)功率預(yù)測(cè)精度的有效提升。 2、在保障各分布式光伏站點(diǎn)數(shù)據(jù)隱私應(yīng)的前提現(xiàn)實(shí)現(xiàn)信息共享。利用自編碼結(jié)構(gòu)進(jìn)一步提升LSTM的時(shí)間序列建模能力；利用注意力機(jī)制模型聚焦于對(duì)預(yù)測(cè)更關(guān)鍵的輸入特征，以此實(shí)現(xiàn)時(shí)域特征的有效挖掘。在此基礎(chǔ)上，利用聯(lián)邦學(xué)習(xí)框架聚合各本地模型，實(shí)現(xiàn)各站點(diǎn)信息聚合，實(shí)現(xiàn)精度有效提升。 市場(chǎng)前景 隨著新型電力系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)的推進(jìn)，分布式光伏裝機(jī)容量呈爆發(fā)式增長(zhǎng)。所研成果可應(yīng)用于配電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)、用戶可調(diào)度容量評(píng)估、激勵(lì)型需求響應(yīng)基線負(fù)荷估計(jì)等場(chǎng)景中，為高比例分布式光伏有源配電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)、高效運(yùn)行，維持電力平衡等工作提供重要參考。同時(shí)，隨著分布式光伏逐步參與到電力市場(chǎng)，所研成果可為分布式光伏售電商制定最優(yōu)的交易策略，簽訂合理的價(jià)格合同提供有力數(shù)據(jù)支撐。綜上所述，所研成果市場(chǎng)前景廣闊。

一、產(chǎn)品簡(jiǎn)介        光纖通信作為一門(mén)新興技術(shù)，它具有容量大、中繼距離長(zhǎng)、保密性好、不受電磁干擾和節(jié)省銅材等優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái)發(fā)展速度快，已被廣泛應(yīng)用到軍事通信、民用通信等各種領(lǐng)域，是世界新技術(shù)革命的重要標(biāo)志和未來(lái)信息社會(huì)中各種信息的主要傳送工具。在光纖的使用過(guò)程中，光纖線路的耦合對(duì)于其中光功率的傳輸至關(guān)重要。其中存在著兩種主要的系統(tǒng)問(wèn)題：1、如何從多種類型的發(fā)光光源將光功率耦合進(jìn)一根特定的光纖；2、如何將光功率從一個(gè)光纖發(fā)射出來(lái)后經(jīng)過(guò)特定的裝置耦合進(jìn)另外一根光纖。光無(wú)源器件是光纖通信設(shè)備的重要組成部分。它是一種光學(xué)元器件，也是其它光纖應(yīng)用領(lǐng)域不可缺少的元器件。該實(shí)驗(yàn)儀重點(diǎn)介紹了常用的光無(wú)源器件的相關(guān)參數(shù)及測(cè)試方法。為此公司研制出本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，讓學(xué)生了解和認(rèn)識(shí)光纖耦合的相關(guān)參數(shù)和特性、光無(wú)源器件的相關(guān)參數(shù)及測(cè)試方法等，通過(guò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建，可以讓學(xué)生更深刻的了解，也能鍛煉學(xué)生校準(zhǔn)光路等方面的動(dòng)手能力，是學(xué)校金工實(shí)習(xí)（工程實(shí)習(xí)）與工程檢測(cè)的不二之選。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 650nm激光器與光纖耦合實(shí)驗(yàn) 1550nm光纖激光器與光纖耦合實(shí)驗(yàn) 相同模式光纖之間耦合實(shí)驗(yàn) 不同模式光纖之間耦合實(shí)驗(yàn) 光源與顯微物鏡及準(zhǔn)直器耦合特性對(duì)比實(shí)驗(yàn) 光纖轉(zhuǎn)換器測(cè)試實(shí)驗(yàn) 光纖變換器測(cè)試實(shí)驗(yàn) 光纖耦合器測(cè)試實(shí)驗(yàn) 光纖隔離器特性測(cè)試實(shí)驗(yàn) 波分復(fù)用器和解復(fù)用器測(cè)試實(shí)驗(yàn) 可調(diào)光纖衰減器測(cè)試實(shí)驗(yàn) 光纖機(jī)械光開(kāi)關(guān)特性測(cè)試實(shí)驗(yàn) 光纖偏振控制器特性測(cè)試實(shí)驗(yàn) 光纖偏振分束器（PBS）性能能參數(shù)測(cè)試實(shí)驗(yàn) 不同種類光纖、光纜及光器件認(rèn)知和操作實(shí)驗(yàn) 熔接機(jī)原理及使用實(shí)訓(xùn)操作實(shí)驗(yàn) 剝纖、清潔、切纖及光纖接續(xù)實(shí)訓(xùn)操作實(shí)驗(yàn) 手動(dòng)模式下，光纖熔接實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn) 自定義模式下，光纖熔接實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn) 光纖端面處理基本操作實(shí)驗(yàn) 光纖耦合技術(shù)基本操作實(shí)驗(yàn) 光纖耦合技術(shù)基本操作實(shí)驗(yàn) 光功率耗損法對(duì)光纖熔接質(zhì)量測(cè)試 三、實(shí)驗(yàn)配置參數(shù) 1、光源：波長(zhǎng)1310±20nm，1550±20nm；輸出功率：1-2.5mw，連續(xù)可調(diào)；輸出端口：FC/PC；穩(wěn)定性＜0.5db（5h）；光源類型：LD光源； 2、光功率計(jì)：波長(zhǎng)范圍800-1700nm；輸入接口：FC 校準(zhǔn)波長(zhǎng)：1550nm,1310nm； 3、偏振控制器：插入損耗＜0.05dB；消光比＞40dB；回波損耗＞65dB； 4、光纖機(jī)械光開(kāi)關(guān)：插入損耗：1310/1550  P1→P2 0.56/0.54 dB ，P1→P3 0.53/0.47 dB ;回波損耗＞50dB ；開(kāi)關(guān)速度：≦8ms ； 5、高隔離度光纖隔離器：最大插入損耗：0.35dB ；回波損耗：≧50dB ；隔離度：≧30dB ； 6、光纖耦合器：分光比：50% : 50% ；最大插入損耗1310/1550: 3.3dB ; 7、光纖波分復(fù)用器：隔離度：1310nm ：31.8% ；1550nm ：34%；插入損耗：1310nm ：0.30%；1550nm ：0.34% ； 8、光纖可調(diào)衰減器：0-30db可調(diào)； 9、軟件：配套儀器使用，數(shù)據(jù)采集處理； 10、光纖熔接機(jī)：適用光纖：SM (單模), MM (多模), DS (色散位移)光纖, NZDS (非零色散位移，即G.655光纖)，BIF/UBIF（G.657）； 光纖切割長(zhǎng)度：8-16mm, 被覆光纖直徑250µm，16mm，被覆光纖直徑250µm-1000µm；平均接續(xù)損耗：0.02dB(SM)、0.01dB(MM)、0.04dB(DS)、0.04dB(NZDS)；顯示：高性能5.6英寸彩色LCD顯示屏，提供清晰的數(shù)字圖像顯示；電極壽命：2500次；鋰電池容量：典型熔接250次，充電時(shí)間3小時(shí)，可在充電時(shí)使用；電源：交流適配器輸入電壓100-240V  50／60Hz，輸出電壓：DC13.5V /5A，直流輸入電壓11.1v ( 內(nèi)置鋰電池8800mAh )； 四、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1、了解光纖連接器及其原理、種類，實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)行連接器參數(shù)測(cè)量； 2、掌握光纖頭平端面的處理技術(shù)。 3、掌握光纖之間的耦合、調(diào)試技術(shù)，了解光纖橫向和縱向偏差對(duì)光纖耦合損耗的影響。 4、掌握光纖熔接的基本技術(shù)。 5、熟悉光纖型號(hào)及結(jié)構(gòu)，掌握其裝配方法、使用環(huán)境及保護(hù)措施等；

有機(jī)無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦以其光吸收系數(shù)高、載流子擴(kuò)散距離長(zhǎng)、制備方法簡(jiǎn)單、帶隙連續(xù)可調(diào)等特性，被廣泛認(rèn)為是發(fā)展下一代光伏器件的理想材料。自2009年以來(lái)，僅僅歷經(jīng)10年的發(fā)展時(shí)間，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)化效率已經(jīng)達(dá)到25.2%，發(fā)展速度為各類太陽(yáng)能電池之最。但是，由于鈣鈦礦太陽(yáng)能電池當(dāng)前面臨的熱穩(wěn)定性、長(zhǎng)時(shí)間工作穩(wěn)定性等問(wèn)題，嚴(yán)重阻礙了其商業(yè)化應(yīng)用發(fā)展。針對(duì)此問(wèn)題，北京大學(xué)物理學(xué)院趙清教授課題組利用材料工程方法，設(shè)計(jì)提出了富溴鈣鈦礦籽晶誘導(dǎo)生長(zhǎng)兩步法，實(shí)現(xiàn)了鈣鈦礦薄膜中溴離子的高效摻雜，有效提高了鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的長(zhǎng)時(shí)間工作穩(wěn)定性。 通過(guò)在碘化鉛薄膜中引入微米級(jí)富溴鈣鈦礦籽晶，一方面提供后續(xù)鈣鈦礦生長(zhǎng)所需的成核位點(diǎn)、誘導(dǎo)薄膜生長(zhǎng)、提高薄膜生長(zhǎng)質(zhì)量，另一方面為鈣鈦礦生長(zhǎng)提供充足的溴元素，解決兩步法中溴離子難以有效摻雜的問(wèn)題。通過(guò)改變鈣鈦礦籽晶的添加量，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)鈣鈦礦成核、晶粒大小、缺陷態(tài)密度等的精確調(diào)控，實(shí)現(xiàn)對(duì)最終鈣鈦礦成分與帶隙的精準(zhǔn)控制。測(cè)試表明，利用富溴鈣鈦礦籽晶誘導(dǎo)生長(zhǎng)兩步旋涂法制備得到的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池器件，其能量轉(zhuǎn)化效率可以達(dá)到21.5%；更為重要的是，其長(zhǎng)時(shí)間工作穩(wěn)定性得到了顯著提高，在AM1.5G太陽(yáng)光下持續(xù)工作500小時(shí)后，仍然能保持超過(guò)80%的初始效率。這一成果遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)傳統(tǒng)兩步法僅有的數(shù)小時(shí)穩(wěn)定性。該研究表明，溴元素對(duì)鈣鈦礦材料長(zhǎng)時(shí)間工作穩(wěn)定性具有至關(guān)重要的作用，同時(shí)，提供了一條簡(jiǎn)單、高效、穩(wěn)定的基于鈣鈦礦兩步法的溴摻雜方法。此研究將為鈣鈦礦領(lǐng)域內(nèi)鹵素離子的均勻高效摻入、器件長(zhǎng)時(shí)間工作穩(wěn)定性的提高等問(wèn)題提供了新的思路。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表于Advanced Energy Materials 9, 1902239 (2019),并被選為當(dāng)期封底圖片。北京大學(xué)博士生李琪為該研究論文的第一作者，趙清教授為通訊作者。以上研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委、北京大學(xué)人工微結(jié)構(gòu)和介觀物理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、北京大學(xué)納光電子前沿科學(xué)中心、量子物質(zhì)科學(xué)協(xié)同創(chuàng)新中心等單位的支持。

2010年我國(guó)含氟聚合物產(chǎn)能約8萬(wàn)多噸，占世界總產(chǎn)能的三分之一，產(chǎn)量近6萬(wàn)噸，其中PTFE約占80%，已成為世界第二大生產(chǎn)國(guó)。根據(jù)國(guó)家氟化工十二五規(guī)劃，到2015年我國(guó)含氟聚合物產(chǎn)能將達(dá)到13.4萬(wàn)噸，產(chǎn)量達(dá)到9.4萬(wàn)噸，其中PTFE約占70%。隨著戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的興起，PTFE應(yīng)用范圍已經(jīng)從傳統(tǒng)領(lǐng)域擴(kuò)展到環(huán)保、生物醫(yī)藥、新能源、電子信息等新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。如在環(huán)保領(lǐng)域，PTFE膜接觸器應(yīng)用于煙道氣處理；在生物醫(yī)藥領(lǐng)域，PTFE中空纖維管用作血漿過(guò)濾器；在新能源領(lǐng)域，PTFE用作鋰電池隔膜和太陽(yáng)能電池背板；在電子信息領(lǐng)域，PTFE用作駐極體材料。而這些應(yīng)用，無(wú)一不涉及到對(duì)PTFE的表面處理。傳統(tǒng)的濕化學(xué)法已經(jīng)不能適應(yīng)，正如氟化工十二五規(guī)劃中所述：產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理，中低端產(chǎn)品為主，高端產(chǎn)品仍然依賴進(jìn)口；應(yīng)用開(kāi)發(fā)不力，加工技術(shù)和設(shè)備落后。 大氣壓低溫等離子體材料表面改性是一種新型的表面改性方法，這種方法可以有效地改善材料表面性能，且憑借其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)使其具有其它傳統(tǒng)方法不可比擬的優(yōu)勢(shì)，是一項(xiàng)值得深入研究的有廣闊應(yīng)用前景的技術(shù)。本項(xiàng)目采用大氣壓低溫等離子體改性PTFE材料，替代傳統(tǒng)的濕法化學(xué)處理方法，從而提高其表面的粘接性、吸濕性、可染色性、及生物相容性等性能，開(kāi)發(fā)出適合對(duì)PTFE表面處理的高放電均勻性、高放電電離效率和大面積的均勻等離子體在線清潔處理技術(shù)，從而達(dá)到對(duì)PTFE表面改性的有效調(diào)控，取代傳統(tǒng)的化學(xué)表面處理方法，推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和PTFE在新興行業(yè)中的應(yīng)用，對(duì)于提升PTFE產(chǎn)品檔次，促進(jìn)PTFE在新興行業(yè)的應(yīng)用具有現(xiàn)實(shí)意義。 本項(xiàng)目所采用的常壓低溫等離子體設(shè)備為大面積、均勻連續(xù)處理設(shè)備，如圖所示，可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定均勻DBD模式運(yùn)行，配合上收卷、送卷，臭氧抽氣等裝置，可實(shí)現(xiàn)在線連續(xù)運(yùn)行。目前已在實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)電極長(zhǎng)度為1.5米的的大面積放電，如圖(a)所示，將進(jìn)一步結(jié)合在線處理要求，深入研究等離子在線處理工藝，開(kāi)發(fā)如圖(b)所示的在線處理樣機(jī)。處理寬度0.5m，處理速度1-5m/min可調(diào)；處理厚度0.05-0.5mm；處理后PTFE表面水接觸角不大于50°；PTFE表面微觀形貌：表面刻蝕程度均勻。 技術(shù)特點(diǎn)及創(chuàng)新性 針對(duì)目前PTFE表面處理中采用的濕法化學(xué)處理方法安全性、環(huán)保性、節(jié)能性差的缺點(diǎn)，采用大氣壓低溫等離子表面處理技術(shù)，通過(guò)研究放電參數(shù)、處理結(jié)構(gòu)及處理氣體對(duì)PTFE表面改性影響的規(guī)律，獲取最優(yōu)改性處理?xiàng)l件，找到最適合取代化學(xué)處理方法的PTFE表面狀態(tài)；通過(guò)研究在PTFE表面接枝不同的分子鏈，使其表面產(chǎn)生新的分子結(jié)構(gòu)和新的功能，解決表面處理后老化效應(yīng)等問(wèn)題；開(kāi)發(fā)新型的DBD等離子體處理樣機(jī)，提高等離子體大面積處理均勻性；實(shí)現(xiàn)對(duì)PTFE表面處理的在線連續(xù)性、經(jīng)濟(jì)性、清潔性和安全性。同時(shí)為低溫等離子體材料表面改性的大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用提供實(shí)踐。研發(fā)出適應(yīng)工業(yè)化生產(chǎn)的PTFE表面處理新技術(shù)和新設(shè)備，從而提高其表面的粘接性、吸濕性、可染色性、及生物相容性等性能，而且改性只涉及表面納米級(jí)別范圍內(nèi)，基體性能不受影響，對(duì)于提升PTFE產(chǎn)品檔次，促進(jìn)PTFE在新興行業(yè)的應(yīng)用具有現(xiàn)實(shí)意義。 ●應(yīng)用前景： 以聚四氟乙烯復(fù)合膠帶為例，該產(chǎn)品是采用PTFE乳液浸漬玻璃纖維基布，生產(chǎn)出聚四氟乙烯漆布，再進(jìn)行單面表面處理后，涂上一層有機(jī)硅膠粘劑。該產(chǎn)品表面光滑，有著良好的抗粘性，耐化學(xué)腐蝕和耐高溫性以及優(yōu)秀的絕緣性能，并具有反復(fù)粘貼功能，廣泛應(yīng)用于在造紙、食品、環(huán)保、印染、服裝、化工、玻璃、醫(yī)藥、電子、絕緣、砂輪切片、機(jī)械等領(lǐng)域，還可應(yīng)用于漿紗機(jī)的滾筒、熱塑脫模等行業(yè)。該產(chǎn)品預(yù)計(jì)全國(guó)年用量達(dá)1000多萬(wàn)㎡。再以太陽(yáng)能電池組件背板為例，其主流產(chǎn)品是TPT。該產(chǎn)品是由上下兩層PVF（聚氟乙烯）和PET（聚對(duì)苯二甲酸二乙酯俗稱滌綸）薄膜三層復(fù)合而成。該產(chǎn)品的生產(chǎn)就涉及到對(duì)PVF的表面處理。相對(duì)于PTFE來(lái)說(shuō)，PVF的表面處理就比較容易。據(jù)統(tǒng)計(jì)1兆瓦組件需要8800-10000平方米的背膜,2007年我國(guó)組件量為1717兆瓦,消耗各種背膜1500-1700萬(wàn)平方米,全部依賴進(jìn)口。據(jù)《2008年中國(guó)光伏太陽(yáng)能行業(yè)研究與投資前景分析報(bào)告》預(yù)測(cè)，2008年世界組件量為將上升40%，約為5600兆瓦，我國(guó)組件量約為2400兆瓦，需要背膜約1900-2400萬(wàn)平方米，PVF表面處理量達(dá)3800-4800萬(wàn)平方米。 目前，國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究大多實(shí)驗(yàn)室階段，國(guó)外一些知名的大公司，如道康寧、3M以及德國(guó)的一些公司，也正致力于該技術(shù)研究。從目前報(bào)道資料情況上看，國(guó)外僅道康寧公司有應(yīng)用報(bào)道，國(guó)內(nèi)尚無(wú)相關(guān)產(chǎn)品推出。因此技術(shù)屬于自主創(chuàng)新技術(shù)，將填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。本技術(shù)具有應(yīng)用的普遍性，不但可用于PTFE的表面處理，更可用于其它氟樹(shù)脂和難粘高分子材料的表面處理，具有廣闊的市場(chǎng)前景。本技術(shù)還可以推廣到其他高分子材料處理領(lǐng)域，以及保護(hù)性包裝、生物材料處理、薄膜沉積、生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用等領(lǐng)域，在提高材料表面性能，開(kāi)創(chuàng)材料新的應(yīng)用領(lǐng)域方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

終末分化的體細(xì)胞可以通過(guò)SCNT或者誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞（iPS）技術(shù)，重編程至全/多能性的狀態(tài)。與SCNT和iPS技術(shù)相比，化學(xué)小分子誘導(dǎo)（CiPS）僅使用化學(xué)小分子就能使普通體細(xì)胞發(fā)生重編程，逆轉(zhuǎn)為多潛能干細(xì)胞。CiPS技術(shù)不僅簡(jiǎn)單，而且不受試驗(yàn)材料限制及不涉及倫理方面的問(wèn)題，因此CiPS具有更廣泛的科研、臨床及育種應(yīng)用價(jià)值。然而，CiPS的誘導(dǎo)耗時(shí)長(zhǎng)且效率低，如何提高CiPS的誘導(dǎo)效率，是化學(xué)誘導(dǎo)細(xì)胞重編程領(lǐng)域亟待解決的問(wèn)題之一。 本研究針對(duì)哺乳動(dòng)物SCNT和CiPS介導(dǎo)的體細(xì)胞重編程效率低與克隆動(dòng)物出生率低等關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題，利用課題組在2018年自主研發(fā)的“胚胎ZGA實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”，結(jié)合siRNA-repressor和mRNA-inducer技術(shù)，對(duì)16種“合子基因組調(diào)控因子（ZGA-regulator）”進(jìn)行篩選。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Dux、Dppa2和Dppa4在體細(xì)胞重編程的早期階段發(fā)揮關(guān)鍵作用。如用CRISPR-Cas9敲除Dux，克隆胚胎將完全被阻斷在2-細(xì)胞時(shí)期。只有在瞬間過(guò)表達(dá)Dux（tOE-Dux），使其符合內(nèi)源Dux時(shí)空特性時(shí)，才能提高核移植重編程效率，我們將這種方法稱為D-SCNT。此外，D-SCNT結(jié)合干擾DNA甲基化酶（si-Dnmts）能夠進(jìn)一步提高克隆動(dòng)物的出生率。研究還發(fā)現(xiàn)，特異性過(guò)表達(dá)Dux可以顯著提高CiPS的細(xì)胞重編程效率和提高干細(xì)胞的多能性，并對(duì)相關(guān)機(jī)制做了闡釋。 該研究首次揭示了ZGA調(diào)控因子Dux在體細(xì)胞重編程中的作用機(jī)制，時(shí)空特異性過(guò)表達(dá)Dux可大幅度提高克隆效率和化學(xué)小分子誘導(dǎo)多能干細(xì)胞的建系效率，為干細(xì)胞的再生醫(yī)學(xué)與生物工程應(yīng)用提供了新的途徑。

本成果來(lái)自國(guó)家科技計(jì)劃項(xiàng)目，獲國(guó)家發(fā)明專利授權(quán)。該發(fā)明獲得的光控油水浸潤(rùn)性可逆轉(zhuǎn)換的SiO2/TiO2復(fù)合涂層在功能納米界面材料研究領(lǐng)域具有重要意義。這項(xiàng)研究成果在基因傳輸、無(wú)損失液體輸送、微流體、生物芯片、藥物緩釋、石油化工、建筑材料等領(lǐng)域具有極為廣闊的應(yīng)用前景。