37.电场探测先进传感器技术

【技术开发单位】中国科学院电子学研究所

【技术概述】电场是重要基础电学参量，电场传感器应用广泛。本项目围绕国家重大需求，自主创新，历经十余年，突破了电场探测先进传感器核心技术瓶颈，取得重要创新成果。发明了基于MEMS（微机电系统）技术的创新性高性能电场传感器敏感结构，研制出国际最高分辨力的电场敏感芯片；发明了抗表面电荷积聚和离子流噪声干扰、环境适应性强的MEMS电场传感器敏感芯片封装方法与结构，研制出MEMS电场传感器系列新产品。研制的产品已应用于我国太原、西昌、酒泉、文昌卫星发射基地的安全发射条件保障系统，成功用于国内外卫星发射和重大航天发射任务中，为星箭发射提供了关键决策依据，在航天发射任务中发挥了重要作用。成果还应用于电网、气象、石油石化、工业生产、国防以及科学研究等多个领域100余家单位，建立了广泛的合作关系，产品被美国、韩国等国外用户采购。制定了我国首个国家标准和国家军用标准各1项，建立企业标准5项。

经中国电子学会组织专家鉴定（鉴字[2015]第002号），由8名院士和多名权威专家组成的鉴定委员会认为：“在国际上首次实现了微型电场传感器实际应用，显著提升了电场探测传感器技术和应用水平。微型电场传感器的整体技术达到国际领先水平。”

【技术指标】

电场探测范围：-50kV/m～50kV/m（根据要求可拓展）

电场分辨力：优于20V/m

测量精度：优于5%

传感器功耗：低于0.65W

【技术特点】

（1）高性能：本项目研制的电场传感器电场分辨力优于20V/m，处于国际先进水平。

（2）微型化：基于MEMS技术的电场传感器敏感结构面积仅有2.5mm×2.5mm，特征尺寸微米量级，具有体积小、重量轻、空间分辨率高等优势。

（3）低功耗：MEMS电场传感器敏感芯片及处理电路功耗低，可使用电池供电，保障外场长时间运行。

（4）应用范围广：MEMS电场传感器无电机易磨损部件、无裸露可动部件，在粉尘环境及易燃易爆场所都可使用，具有可靠性高、稳定性好等突出优点。

【先进程度】国际先进、国内领先

【技术状态】小批量生产、工程应用阶段

【适用范围】

本项目研制的MEMS电场传感器具有尺寸小、功耗低、高性能的突出优点，无裸露可动部件，可同时测量交直流电场，具有目前应用的其它传统电场传感器所无法比拟的优势，可广泛用于雷暴监测与预警、材料表面与工业生产静电测量、非接触式电压测量、电力行业设备在线监测与电磁环境评估、电动汽车安全检测，以及高空云层大气电学研究等，在航空航天、电力、石化、气象等多个领域具有重要的应用，市场前景广阔。

【获奖情况】2015年度北京市科学技术奖一等奖；2014年度中国（国际）传感器创新大赛特等奖；2015年度“中国科学院科技成果在北京转化先进团队”科技成果转化奖一等奖。

【专利状态】申请发明专利45项，其中授权31项（包括美国专利2项）。

【合作方式】

（1）投资需求。寻求投资进行产业化推广，用于建立MEMS电场传感器专用封装测试线，实现批量化制造，产能达到100万只/年，资金需求2亿元，实施周期3年。

（2）合作开发。与电网、石油石化、气象等应用方展开合作，共同开展基于MEMS电场传感器的电场探测设备的研发，促进相关设备的微小型化和升级换代。

（3）技术服务。与各省市的气象部门合作建设包含地面及大气电场强度检测的气象站和气象观测网，与国家电网等企业合作开展电网防雷研究及应用开发，建设配电网故障检测的示范工程等。

【预期效益】

目前气象、电网、铁路、航天、危化行业、工业等领域对MEMS电场传感器的需求迫切，雷电预警系统、探空电场仪、配电网故障指示器、非接触式电压测量传感器、手持静电仪等设备在以上领域每年的需求量超百万台（套），市场规模超10亿元/年。

未来，MEMS电场传感器还可用于消费电子领域，用于检测（监测）市电、生活静电、雷电等，集成到手机、智能家电中，应用市场规模巨大。

【联系方式】彭春荣010-58887590/13522952096

38.5G通信基站传输用高速光收发芯片

【技术开发单位】中国电子科技集团公司第四十四研究所

【技术概述】山西汾西重工有限责任公司是国家军船电机定点生产单位。多年来，工厂利用自主研发的船舶电机技术，为多型舰船配套研制电机，开发了多型具有自主知识产权的军用电机产品。针对海上风力发电机的使用工况，公司利用已拥有军船电机多项关键技术，在成熟的军工技术基础上完成5MW级永磁同步风力发电机研制，并达到国际先进水平。

【技术指标】

额定功率：5～8MW

额定电压：690V

效率：≥97.5%

【技术特点】本项目技术来源于公司长期军用产品设计制造所积累的具有自主知识产权的先进技术，如：海洋应用技术，磁钢防腐技术，大功率电机装配技术，大功率电机永磁转子入壳技术等，并通过样机应用验证。

【先进程度】国际先进

【技术状态】小批量生产、工程应用阶段

【适用范围】海上风力发电

【专利状态】已取得专利4项

【合作方式】合作开发

（1）投资需求：寻求投资扩大产能，5～8MW永磁同步发电机生产线产能达到150台/年，资金需求2000万元，实施周期24个月。

（2）合作开发：与变频器、风电机组等上下游厂商及控股股东展开合作，共同研发或承接风电工程。

（3）技术服务：与各风电场等展开合作，进行风电技术运维服务。

【预期效益】中国大陆海岸线长18000公里，可利用海域面积300多万平方公里，海上风能资源丰富，近海浅水海域风能资源可开发量约为2亿千瓦，到2020年，中国将建成海上风电3000万千瓦的装机容量。市场预期良好。

【联系方式】秦建斌0351-6529300/13934509049

39.18位2/5MSps高精度模数转换器

【技术开发单位】中国电子科技集团公司第二十四研究所

【技术概述】本项目将JY柔性晶硅太阳电池技术向民用领域推广转化，开展产业化前期柔性晶硅太阳电池技术和制造工艺的优化和改进，进而形成以超薄硅片切割、非接触式前电极印刷等关键设备为载体，解决难以实现规模化生产和成本居高不下等问题，实现在民用领域大规模推广，推动军民融合深度发展，满足光伏建筑一体化、农业大棚、太阳能汽车、太阳能帆船、太阳能帐篷以及太阳能背包等民用领域的需求。

通过技术转移达到在不影响电池组件正常功率输出的前提下降低其制备、安装成本，提高其在民用领域的市场竞争力，制备适合于上述各领域应用的高性价比柔性晶体硅电池组件，达到将本项目柔性晶硅太阳能电池JY技术转移，并实现在民用领域规模化推广应用的目的。掌握产业化过程中稳定性高、超薄柔性的高效电池用关键材料和技术，开展高质量比功率的柔性薄硅太阳能电池制备技术和柔性薄硅电池组件封装技术的研究。最终，获得适用于产业化的高效柔性薄硅太阳电池及组件的整套技术，制备出柔性晶硅太阳电池转换效率大于20%、电池片厚度100μm左右，组件质量比功率大于270W/Kg、最小弯曲半径大于0.5米，能够满足民用领域市场需求。

【技术指标】

1）太阳电池厚度：100～110μm；

2）太阳电池效率：≥20.0%（AM1.5）；

3）电池组件面积：≥0.5m2；

4）电池组件最小弯曲半径：≥0.5m；

5）电池组件质量比功率：≥270W/Kg；

6）电池组件耐温循环范围：-55℃～75℃。

【技术特点】效率高、重量轻、可弯曲、成本低

【先进程度】国际先进

【技术状态】批量生产、成熟应用阶段

【适用范围】柔性晶硅太阳能电池由于具有效率高、重量轻、可弯曲、成本低等特点，不仅能够广泛用于JY能源系统领域，而且通过本项目技术的推广，在民用飞艇和无人机、光伏建筑一体化、农业大棚、太阳能汽车、太阳能帆船、太阳能帐篷以及太阳能背包等民用领域的应用更为广泛。

【专利状态】已有《一种超薄柔性晶体硅电池的制备方法》、《柔性太阳电池组件及其制备方法和应用》等十篇专利。

【合作方式】技术服务：利用技术为其他单位提供设计开发、难题诊断及技术攻关、设备及生产线研发、工程设计等服务。

【预期效益】在地面领域，可在光伏建筑一体化、农业大棚、太阳能汽车、太阳能帐篷以及太阳能背包等领域进行应用；在海上领域，可在太阳能帆船、海上浮台等领域进行应用；在天空领域，可在民用飞艇、太阳能无人机、太阳能动力伞等领域进行应用，市场应用规模在数亿元以上。

【联系方式】周洪彪0731-85401527/18711154661）

（四）新能源与环保领域

40.生物浸提-化学共沉淀串联工艺从废旧锌锰电池制备锌

【技术开发单位】北京理工大学

【技术概述】

软磁材料是现代电子工业中重要的功能材料，在宇航、通信、自动控制、计算机技术、广播电视等方面已获得广泛应用。锌锰软磁材料是应用最广的软磁材料。因其具有更高的电阻率，更好的机械加工性能和更卓越的化学稳定性，应用锌锰铁氧体磁芯制成的电感器、变压器、线圈、轭流圈、电磁干扰抑制器、滤波器、电子整流器、电波吸收材料等，已广泛用于工业自动化设备、电子仪器仪表、通讯设备等。该技术将废旧锌锰电池制成具有广泛应用市场和潜力的锌锰软磁材料，既解决了废旧电池污染问题又实现了高价值的资源化利用。

【技术指标】

1.锌锰离子的平均生物浸出率超过95%；

2.锌锰离子的软磁材料利用率超过99%；

软磁材料粒径30～50nm，比表面积19.346m2/g，饱和磁化强度高达97.86emu/g。

【技术特点】锌制备，化学共沉淀串联工艺，生物浸提

【先进程度】国际先进

【技术状态】小批量生产、工程应用阶段

【适用范围】电池处理厂，电池回收商、固废处理厂

【专利状态】国家发明专利授权2项

【合作方式】技术转让

锌锰电池是产量最大、使用最广的一次性电池，其中含有高浓度锌锰元素。我国废旧锌锰电池的年产生量约为200亿只，当前随生活垃圾填埋的处置方式不但造成锌锰资源的大量流失又引起潜在环境风险。本课题组研发了生物淋滤-液相共沉淀耦合工艺从废旧锌锰电池制备高价值锌锰铁氧软磁材料的资源化处理新技术。应用生物淋滤技术高效溶释废旧锌锰电池中的锌锰离子，再借助液相共沉淀反应直接制备生成软磁材料。应用此工艺制备出了晶形好、纯度高的锌锰铁氧软磁纳米颗粒，粒径48.2nm,饱和磁化率102emu·g-1，是目前废旧锌锰电池制备软磁材料的最好报道。

【预期效益】

我国锌锰电池年产量约300亿只，年消耗量约200亿只。其中锌含量约为22%，锰含量约为26%。按200亿只计，年消耗锌锭31.2万吨，消耗二氧化锰45.2万吨，折合人民币100亿（高纯度锌锭价格18000元/吨，二氧化锰价格9000元/吨）。按废旧电池回收率10%计算，锌和锰元素回收量分别为3.12万吨和2.83万吨。这些锌锰可以制备高纯度高磁通量锌锰铁氧软磁材料15万吨，产值约15亿（高档锌锰铁氧软磁材料价格约10000元/吨）。

【联系方式】张昊010-68912328/13488845687