维功能纳米材料性能调控及在光电子及储能器件中的应用
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一、项目简介项目 1:成果完成人通过简便易行的静电纺丝工艺制备了金属氧化物纳米纤维。通过对金属氧化物纳米纤维进行掺杂、微观形貌调控、直径调控和晶粒尺寸调控构筑了高性能的场效应晶体管,解决了开关电流比低、阈值电压负和耗能高等问题。制备的纳米纤维器件不仅实现了对极低浓度下丙酮气体的高灵敏探测,也实现了对深紫外光的高灵敏探测,在场效应晶体管、气体探测器和光电探测器在集成电路、传感器领域具有重要的应用价值。项目 2:成果完成人通过静电纺丝工艺制备了自支撑碳纤维正极材料,有效地抑制了锂硫电池的穿梭效应,加快了锂硫电池的反应动力学,获得了具有高容量、高倍率锂硫电池,对锂硫电池正极材料的设计提供了有效手段。同时,通过静电纺丝工艺还制备了锡量子点掺杂的碳纤维用做柔性钠离子电池的负极材料,为构筑柔性的具有三维分层导电电极储能器件提供了一种简便、高效的工艺。二、主要亮点和技术应用项目 1:成果完成人针对二元金属氧化物载流子浓度较高、开关电流调制差、操作模式为耗尽型、能耗较高等关键科学问题,成果完成人通过调节金属氧化物的成分、晶体结构、结晶状态等手段成功地实现对其电学性能的调控,在提高器件性能的同时,极大地降低了能耗。通过静电纺丝技术制备的纳米纤维器件与其他薄膜等相比具有比表面积大且具有固定的载流子通道等优点。项目 2:成果完成人通过静电纺丝工艺制备了可实现锂硫电池高容量高倍率的自支撑碳纤维正极材料,有效地抑制了锂硫电池的穿梭效应,加快锂硫电池的反应动力学,对锂硫电池正极材料的设计提供了有效手段。同时,通过静电纺丝法制备了锡量子点掺杂的碳纤维用做钠离子电池柔性负极材料,为其它柔性储能器件的三维分层导电电极的构建提供了一种简便、高效的工程方法。三、应用行业和前景分析1、相关器件成本较低,制造周期较短,后续电路集成设计简便,市场需求量大,投入市场后资金回笼快。2、单个器件争取获利 60%,预估三年以内实现资金回笼,五年以内达到年净利润 1000 万元以上。3、带动周边相关产业的发展,为相关毕业生提供大量的就业岗位,创造社会效益,增加本市税收。4、根据场地、设备和所需人员状况,初步估算初期投资额应在2000 万元左右。为实现批量生产场地费用和设备费用应在 1000 万元左右,工作人员薪酬大约预留 200 万左右,生产所需耗材 500 万元左右,剩余 300 万元用于工厂维护以及资金周转。5、建厂以及设备和技术引进大约耗时一年左右,之后半年时间用于人员的培训和产品的试生产,以期在两年之内实现产品的完全生产和制造并达到产品上市的目标。6、十年之内冲刺 A 股,冲刺科创板,融资规模 1 亿元以上,用于扩大规模,增加研发力量。