资讯汇总40期：【科技周报】我团队刷新全钙钛矿叠层太阳能电池光电转换效率世界纪录

资讯汇总 产业研究中心 赵子健(分析师) 2024.10.2540期 【科技周报】我团队刷新全钙钛矿叠层太阳能电池光电转换效率世界纪录摘要: 反铁磁自旋神经形态器件问世。中国科学技术大学龙世兵、高南团队基于反铁磁氧化钴材料成功开发出具有非线性响应特性和短时存储特性的神经形态器件。该研究利用器件在自旋轨道力矩作用下磁矩部分翻转的非线性特征以及在热激发下的自发弛豫特性，实现了全电学读写以及具有非线性响应和短时存储能力的自旋神经形态器件，并验证了该器件可以在手写数字识别和量子纠缠态分类等储池计算任务中实现高识别率。相关研究成果发表于《NanoLetters》期刊，并被选为封面论文。 【上海产经观察】垣信卫星“千帆星座”第二批组网星发射成功 2024.10.22 【ESG周报】科技相关基金表现较佳，企业积极践行可持续发展理念 2024.10.22 【上海产经观察】上海AIGC创新生态先导区在徐汇西岸模速空间揭牌 2024.10.19 【双碳周报】国内碳市场交易总量显著增长 2024.10.18 【科技周报】我国研究团队开发出太阳能提锂新技术 2024.10.17 往期回顾 科学家开发新型三维神经网络高速电压成像技术。中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心王凯团队开发的新型三维光场显微成像技术能对清醒小鼠脑三维视场中数百个神经元的电压信号开展同步记录，并以每秒400帧的速度连续成像超过20分钟，极大拓宽了电压成像的应用范围，为深入解析神经网络的信息处理机制提供了新的有力工具。团队还成功鉴别出具有不同方向选择性的神经元，并发现神经元之间同时存在兴奋性和抑制性功能连接。相关研究成果发表于《NatureMethods》期刊。 仿生4D打印出可变形血管支架。大连理工大学王华楠团队根据许多枯萎的叶子或花朵在脱水后自发卷曲、从扁平结构转变为管状结构的自然现象，以及仿生4D打印制造策略，结合“叶肉”层和“叶脉”层的仿生设计策略，制造出具有各种卷曲方向和弯曲的3D结构化组织模拟结构，为可变形水凝胶设计更复杂的结构提供了新思路。团队还积极探索生物3D打印支架在不同疾病模型中的应用。相关研究成果发表于《AdvancedFunctionalMaterials》期刊。 化学所等在高效钙钛矿—有机叠层太阳电池研究方面取得重要进展。中国科学院化学研究所有机固体院重点实验室李永舫/孟磊团队剖析了具有顺反异构特性的1,4-环己二胺分子对于宽带隙钙钛矿表面的钝化机制，筛选出拥有优势构型的顺式钝化分子。科研人员还结合窄带隙有机材料底电池构建了钙钛矿/有机叠层太阳能电池，获得了26.4%的光电转换效率（经第三方认证为25.7%），为目前报道的最高效率相关研究成果发表于《Nature》期刊。 我团队刷新全钙钛矿叠层太阳能电池光电转换效率世界纪录。南京大学谭海仁团队和仁烁光能（苏州）有限公司在钙钛矿与电子传输层之间引入4-氟苯乙胺氯和4-三氟甲基苯胺氯，并将优化后的宽带隙钙钛矿用于制备全钙钛矿叠层太阳能电池，稳态光电转换效率达28.2%，刷新了该尺度全钙钛矿叠层太阳能电池的世界纪录。相关研究成果发表于《Nature》期刊。 风险提示：前沿科技发展进程在规制边界、演进路径、商业落地、外部环境等方面不及预期。 021-38032292 zhaozijian@gtjas.com 登记编号S0880520060003 徐淋(分析师) 021-38677826 xulin028941@gtjas.com 登记编号S0880523090005 目录 1.未来信息领域3 2.未来生物领域4 3.新一代制造领域5 4.新能源与环保领域7 导读： 本报告汇编了2024年10月13日到2024年10月19日期间前瞻产业的重要动态，主要涉及未来信息、未来生物、新一代制造、新能源与环保领域中的前沿赛道。 1.未来信息领域 技术资讯 硫点的高效白光发射首次实现 近日，吉林大学邹勃团队杨新一课题组利用表面电荷工程和配体杂化策略，首次实现了硫点的明亮白光发射，其荧光量子产率达到了12.1%。研究团队提出了一种通过配体调控硫点表面电子结构的新策略，构建具有结构敏感性的电荷转移激发态，从而实现对硫点荧光颜色的调控。利用该策略，研究人员首次合成了具有宽带白色荧光的硫点，其色坐标为（0.27，0.32），发射半峰宽达到187纳米。制备的硫点具有尺寸无关的发射特征，且其荧光性质与表面态密切相关。原位高压吸收光谱分析表明，表面油胺配体和硫点之间存在显著的轨道耦合，导致了从配体到硫的电荷转移（CT）跃迁。这种CT激发态表现出结构敏感性，通过压力调控表面配位结构可以有效调节CT态的能级，从而实现硫点的压力诱导发射红移。密度泛函理论计算结果证明，这种结构敏感的CT激发态有助于开启硫点的多色发射通道，进而实现高效白光发射。另外，弱供电子基团的配位导致硫点表现出明亮的蓝色发射。最后，基于白光硫点制备的下转换LED器件展示了优异的色度稳定性和运行稳定性。该研究为设计和制备高性能、可调谐发射的硫点提供了全新思路。相关研究成果发表于《AngewandteChemieInternationalEdition》期刊。（中国科学报，10/14） 反铁磁自旋神经形态器件问世 近日，中国科学技术大学龙世兵、高南团队基于反铁磁氧化钴材料成功开发出具有非线性响应特性和短时存储特性的神经形态器件，并展示了其在储池计算及多维度信息处理方面的应用潜力。研究团队基于（111）取向的氧化钴/铂双层结构，实现了巨大的面外磁各向异性。该研究利用器件在自旋轨道力矩作用下磁矩部分翻转的非线性特征以及在热激发下的自发弛豫特性，实现了全电学读写以及具有非线性响应和短时存储能力的自旋神经形态器件，并验证了该器件可以在手写数字识别和量子纠缠态分类等储池计算任务中实现高识别率。研究团队进一步基于器件的双向弛豫特性，提出并验证了其在多维度信息处理方面的独特优势。该工作首次基于纯反铁磁体系实现了自旋神经形态器件，并为进一步利用反铁磁材料优势开发超高集成度和超高运算速度的类脑计算系统奠定了基础。相关研究成果发表于《NanoLetters》期刊，并被选为封面论文。（中国科学报，10/15） 新型振荡器创激光脉冲功率新纪录 近日，瑞士苏黎世联邦理工学院科学家研制出一款新型激光振荡器，其产生的激光在平均功率和强度方面，均创造了此类激光脉冲新纪录。其平均功率高达550瓦，超出此前纪录50%以上，此外，激光脉冲的持续时间不足1皮秒，且能以每秒500万个脉冲的超高速度，有序从激光器中射出，这些超强且“寿命”超短的激光脉冲可用于材料加工、眼科手术、精密测量等诸多领域，也有望催生更精确的原子钟。为制造出这些超短强激光脉冲，团队使用了“碟片”激光振荡器，该振荡器的核心部件是一个厚度仅100微米的薄碟片，其由掺杂镱原子的晶体构成。研究基于两项技术创新，首先是利用反射镜的独特排列方式放大激光腔内的振荡光，研究团队巧妙设计出一种特殊的反射镜阵列，使光在激光腔内循环往返多次放大。随后，为将这些放大光转化为高强度的超短脉冲，团队使用了“半导体饱和吸收镜（SESAM）”。团队期待能进一步将该脉冲压缩到少周期范围，这对于产生阿秒脉冲至关重要，而阿秒级脉冲可帮助科学家更深入地观察物质内部的超快物理现象，进一步揭示微观世界隐藏的奥秘。相关研究成果发表于《Optics》期刊。（科技日报，10/16） 多路复用无线传输速度创纪录 近日，伦敦大学学院科学家开发出一种能在宽频率范围传输多个数据流的新技术，将无线数据的传输速度提升至938吉比特/秒，这一速度是当前英国5G手机网络平均速度的9000多倍，也是多路复用数据传输的新纪录。研究团队将无线电波和光波结合，在比以往同类实验更宽的频率范围即从5千兆赫到150千兆赫内传输数据。实验结果显示，无线数据的传输速度高达 938吉比特/秒，相当于每秒能下载超过20部平均长度的电影，这一超高传输速度有望催生更多应用程序，也能确保大多数人获得足够带宽传输流媒体数据。研究团队将该技术用于较低频率范围，并将另一种激光技术用于较高频率范围，两者结合进而创建一个数据宽带，这些数据可被集成到下一代智能手机的硬件，从而实现超高速数据传输。研究团队表示，在更宽频率范围分发信号，就像把当前狭窄而拥挤的5G网络通道变成“高速公路”。团队目前正与智能手机制造商和网络运营商协商，希望能在未来的6G网络中应用此项技术。相关研究成果发表于《LightwaveTechnology》期刊。（科技日报，10/17） 范德华力堆叠技术造出纠缠光子对 近日，新加坡南洋理工大学科学家开发出一项新技术可用厚度仅1.2微米的超薄二氯化铌氧化物（NbOCl2）薄片产生量子计算所需的纠缠光子对，该技术有望将关键组件的尺寸缩小至原来的千分之一，代表了范德华力堆叠技术应用的新方向，为开发可扩展且高效的量子光子系统，以及将量子技术直接集成到基于芯片的平台中带来了可能。研究团队为解决在使用较薄材料的情况下难以产生足够多的纠缠光子对的问题，使用具有特殊光学性质的NbOCl2材料，并将两片超薄材料堆叠在一起，使其晶粒垂直对齐，成功创建了纠缠光子对，且无需额外同步设备。该研究成功的关键在于创新了堆叠技术，即将两片超薄NbOCl2以垂直角度堆叠，从而实现了偏振纠缠这一量子计算的基本要求。通过堆叠材料薄片，研究团队生成了具有高度量子相干性的光子对。经测量，偏振纠缠态的保真度为86%，这表明范德华力工程方法可能是创建量子纠缠态，将量子光子器件直接集成到芯片中的可靠途径。范德华力工程的这一应用不仅可能对量子计算产生影响，还可能对安全通信和其他量子技术产生深远影响， 若能将量子元件缩小至目前的千分之一，有望带来更加紧凑、可扩展且节能的量子系统。相关研究成果发表于《NaturePhotonics》期刊。（科技日报，10/17） 政策资讯 世界计算大会发布《绿色智能计算长沙倡议》 近日，2024世界计算大会在湖南长沙举行。本届大会以“智算万物湘约未来—算出新质生产力”为主题，共设置1场开幕式暨主题报告会、12场专题活动、1场创新大赛和1场成果展示。大会集中发布《先进计算产业发展研究报告（2024年）》 《2024先进计算企业竞争力研究》等计算领域最新成果。会上还发布了《绿色智能计算长沙倡议》，呼吁加大先进绿色技术应用，积极引入绿电能源，构建灵活高效的算力互联网，打造多元泛在、智能敏捷、安全可靠、绿色低碳的数字基础设施，加快推动计算产业高端化、智能化、绿色化发展。（科技日报，10/18） 技术资讯 2.未来生物领域 科学家开发新型三维神经网络高速电压成像技术 近日，中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心�凯团队开发了一种新型三维光场显微成像技术，显著提升了神经元电压光学成像的通量，并能对小鼠脑三维神经网络中数百个神经元的膜电位进行高速同步记录，为深入解析神经网络的信息处理机制提供了新的有力工具。在前期研究的基础上，研究团队研制了新型共聚焦光场显微镜，能够对清醒小鼠脑三维视场中（直径800微米，厚度180微米）数百个神经元的电压信号开展同步记录，并以每秒400帧的速度连续成像超过20分钟。结果表明，该新型共聚焦光场显微镜弥补了电压成像在成像通量、信噪比与成像时长上的不足，极大拓宽了电压成像的应用范围。进一步地，研究团队记录了清醒小鼠初级视皮层中数百个神经元对光栅视觉刺激的反应特性，成功鉴别出具有不同方向选择性的神经元，这些具有调谐特征的神经元占比与该区域已知的神经元特性相符。同时，研究团队对数百个神经元构成的三维神经网络进行了功能连接分析，发现神经元之间同时存在兴奋性和抑制性功能连接，在短距离内，抑制性连接强于兴奋性连接，且抑制和兴奋的连接差异在三维空间中近似一个垂直于脑表面的圆柱体。这些基本且重要的功能连接特性难以用传统技术解析，可为脑科学研究提供宝贵信息。相关研究成果发表于《NatureMethods》期刊。（中国科学报，10/14） 新基因疗法无创控制小鼠脑回路 近日，美国纽约康奈尔医学院、洛克菲勒大学