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202410
张国强课题组在结晶氮化碳可见光及近红外光活性的研究中取得新进展
               大湾区大学(筹)物质科学学院张国强课题组在结晶氮化碳可见光及近红外光活性的研究方面取得新进展。相关成果发表在:ACS Nano期刊上(中科院一区,IF = 15.8),题为“Suppressing Nonradiative Recombination through Dielectric Screening of Defects in Crystalline Carbon Nitride for Enhanced Photocatalytic Activity” (图1a);Chemical Engineering Journal期刊上(中科院一区,IF = 13.3),题为“Slowing down the hot electron cooling to activate near-infrared photocatalytic activity in potassium/carbon co-doped polymeric carbon nitride” (图1b);张国强研究员为本论文的第一作者,大湾区大学(筹)物质科学学院为第一单位。 研究背景        半导体中非辐射复合涉及以声子形式从光生载流子释放能量。该过程主要发生在缺陷中心,导致光生载流子的显著损失,严重降低了光催化效率。以往的研究更多地关注光催化剂的吸光性能、光生载流子的产生和分离,而忽视了非辐射复合的影响。在聚合物氮化碳(CN)中,非辐射复合速率比辐射复合速率高1-2个数量级。因此,抑制非辐射复合对于提高CN基光催化剂的光催化效率至关重要。        缺陷在半导体的非辐射复合中起着至关重要的作用。Shockley-Read-Hall (SRH)复合模型用于描述半导体中载流子的非辐射复合过程。缺陷诱导非辐射复合的概率可以通过缺陷捕获截面(DCCS)来量化,正比于缺陷浓度,反比于介电常数的平方。因此,增加介电常数可以降低DCCS,从而最大限度地减少缺陷引起的载流子捕获和非辐射复合,这有利于载流子的传输和分离。缺陷的介电屏蔽已被证明是提高钙钛矿太阳能电池电荷分离效率的有效策略,然而在光催化领域却鲜有报道。 研究成果               1. 一种新型的高活性PHI光催化剂        聚七嗪酰亚胺(PHI)因其高度结晶结构而成为一种有前景的光催化剂。然而,目前仅限于低活性碱金属型PHI,迫切需要开发更高光催化活性的新型PHI。在这里,我们开发了具有优异活性的新型CaPHI光催化剂。                 2. 提出解决电荷分离瓶颈的策略        大量缺陷诱导的非辐射复合大大降低了光催化剂中的电荷分离效率。抑制非辐射复合对于提高光催化效率至关重要,需要开发更通用的策略来解决电荷分离的瓶颈。在这里,我们提出的介电屏蔽策略有效地解决了光催化剂中缺陷诱导的非辐射复合导致载流子传输和分离缓慢的问题。 图1. a) CaPHI中缺陷捕获截面依赖的非辐射复合速率(ACS Nano 2024, 18, 29294-29303)。b) 碳氧共掺杂减缓热电子冷却示意图(Chem. Eng. J. 2024, 499, 156366)。 论文链接 https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsnano.4c12938     https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894724078574
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202410
于华课题组在有机-无机杂化钙钛矿磁振子学方面取得新进展
               近日,大湾区大学(筹)物质科学学院于华教授课题组与陕西师范大学刘生忠教授合作,在有机-无机杂化钙钛矿材料中磁振子输运研究方面取得新进展,明确了其中超精细相互作用的重要角色。相关成果以“Realizing Long Magnon Diffusion in Organic-Inorganic Hybrid Perovskite Film by Universal Isotope Effect” 为题发表在《Nano Letters》上。        于华教授课题组特任研究员任丽霞(共同一作)、陕西师范大学刘生忠教授为本文的通讯作者,大湾区大学(筹)物质科学学院为论文的第一通讯单位。该研究得到国家自然科学基金、长江学者创新研究团队项目等的资助。 研究背景        有机无机卤化物钙钛矿(OIHP)自旋电子学已成为一个很有前途的研究领域,因为它提供了一个新的可精确操控的自由度。最近,通过利用自旋塞贝克效应和逆自旋霍尔效应测量,研究发现Pt/OIHP/Y3Fe5O12非局域结构中存在大量磁振子注入和传输。理论上,超精细相互作用(HFI)被认为在OIHP的磁振子传输中起着重要作用,但迄今为止尚无明确的实验证据报道。 研究成果               鉴于此,本项工作利用同位素效应实现有机-无机杂化钙钛矿薄膜中的长磁子扩散的研究成果。众所周知,氘(D)元素比氢(H)元素的HFI更弱。我们通过化学合成制备了系列氘化(D-)OIHP薄膜,包括MAPbBr3、FAPbBr3、MAPbI3及混合阴阳离子的钙钛矿薄膜;同时报告了,相比于质子化(H-)OIHP薄膜,在D-OIHP薄膜中自旋塞贝克系数增加和磁振子扩散长度延长;发现D-MAPbBr3薄膜作为非铁磁间隔层,在室温下实现了较长的磁振子扩散长度(接近120.3 nm)。研究发现为理解OIHP薄膜中的磁振子传输提供了宝贵的见解,并为OIHP在多功能应用中的提供了新思路。 图1. 质子化和氘化OIHP的晶体结构和光学性质表征   图2. 质子化和氘化OIHP薄膜中同位素依赖的磁振子输运 图3 质子化和氘化MAPbBr3中磁振子输运的同位素依赖性 图4 质子化和氘化混合阴离子OIHP中同位素依赖的磁振子输运表征 图5 常见绝缘体材料的磁振子输运行为比较
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202410
赵金奎课题组在钠离子电池中子散射研究方面取得新进展
               大湾区大学(筹)物质科学学院赵金奎课题组在高比能钠离子正极材料结构调控及中子散射研究方面取得重要进展。相关研究成果以“Gradient and De-Clustered Anionic Redox Enabled Undetectable O2 Formation in 4.5 V Sodium Manganese Oxide Cathodes”为题,发表在国际知名期刊Advanced Materials上。         大湾区大学(筹)物质科学学院讲席教授赵金奎、松山湖材料实验室副研究员赵恩岳和中国科学院大学教授肖小玲为论文共同通讯作者,大湾区大学(筹)为论文通讯单位。本工作中子散射相关实验在中国散裂中子源(CSNS)完成,同时本工作得到了广东省自然科学基金、国家自然科学基金和松山湖大科学装置开放课题的支持。       研究背景        钠离子电池原材料丰富、成本低廉且低温性能优异,在大规模储能领域显示出巨大的应用前景。锰基层状氧化物因其较高的压实密度和简单的制备工艺成为目前最具商业化潜力的钠离子正极材料之一。传统锰基氧化物正极材料(例如NaxMn5TM1-5O2, TM代表过渡金属)主要依靠TM阳离子的氧化还原反应提供电荷补偿,其可发挥的容量(或能量密度)有限。研究表明,通过在材料内构建非键态O2p轨道,晶格氧阴离子的氧化还原反应可以被激活,从而进一步提升材料的能量密度。然而,与TM电荷补偿不同,晶格氧电荷补偿容易诱发O2(包括限域分子O2和游离气态O2)生成,导致材料不可逆结构演化(例如TM迁移)和电化学性能衰退(例如电压/容量下降)。因此,避免或消除锰基氧化物材料晶格氧电荷补偿过程中的O2生成,对开发实用化高比能钠电正极材料意义重大。 研究成果               大湾区大学物质科学学院赵金奎课题组联合松山湖材料实验室赵恩岳副研究员和中国科学院大学肖小玲教授,借助中子散射技术对锰基氧化物材料的晶体结构开展了系统调控和优化。研究人员开发了一种新型锰基层状氧化物正极材料,其分子式为Na7/9[Li1/9Ni1/9Mg1/9Mn6/9]O2。该材料具有多重氧化还原中心和超晶格结构单元,可同时实现梯度和非团簇的阴离子氧化还原反应。这种独特的结构设计分别从热力学和动力学上有效地避免了氧阴离子的过度氧化和晶格应力的集中,从而抑制了O2的形成。与X射线和电子相比,中子对O、Na等轻质元素更为敏感,并且能够精确地量化与氧晶格相关的TM迁移和结构演变。此外,为避免6Li同位素对中子的吸收,同时提高中子衍射数据质量,本工作选用7Li同位素锂源合成了用于中子散射测试的样品。研究人员利用上述中子表征技术在结构分析方面的优势,进一步结合非原位电化学测试方法,证实了该材料充放电过程中TM的迁移被成功抑制,同时多重超晶格结构也未得到破坏。本工作揭示了O2形成、超晶格结构单元、过渡金属迁移和储钠结构稳定性之间的耦合关系,为合理设计下一代低成本、高能量密度钠离子氧化物正极材料提供了新的视角。 图1. Na7/9[Li1/9Ni1/9Mg1/9Mn6/9]O2材料中子结构分析以及热力学和动力学调控结构示意图 论文链接       https://doi.org/10.1002/adma.202408984
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202410
奚修安课题组在固体氧化物燃料电池钙钛矿阴阳极材料方面取得新进展
               近日,大湾区大学(筹)物质科学学院奚修安课题组与深圳大学骆静利院士团队合作,在固体氧化物燃料电池(SOFC)钙钛矿阴极和阳极电催化材料方面取得新进展,大幅提升了SOFC在中低温下的功率密度输出和长期服役稳定性,相关工作先后发表在国际权威期刊Advanced Functional Materials (IF:18.5) 和Applied Catalysis B-Environment and Energy (IF:20.2)上。        奚修安助理教授为两篇论文的第一通讯作者,大湾区大学(筹)物质科学学院为两篇工作的通讯单位,相关成果得到了国家自然科学基金、广东省自然科学基金、深圳市孔雀团队等项目的资助与支持。 研究背景        固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种高效的全固态发电装置,能在中高温条件下直接将燃料与氧化剂中的化学能转化为电能。它不仅具备燃料多样化的特点(氢气、天然气、氨气、甲醇、乙醇等),还以排气干净、低噪音、低环境污染及高可靠性等优势著称,被誉为继水力、火力、核能之后的第四代发电技术。        目前,Ni基陶瓷复合材料是阳极材料的主流选择。然而,使用碳氢化合物为燃料时,Ni基阳极易产生碳沉积,进而覆盖活性位点,影响性能。近年来,钙钛矿结构氧化物阳极材料逐渐受到关注,如Sr2Fe1.5Mo0.5O6-δ (SFM)。这类材料不仅展现出混合的离子电导和电子电导特性,还具备良好的抗硫、抗积碳能力。但遗憾的是,其催化活性远低于镍基金属材料。为解决这一问题,钙钛矿氧化物B位原位析出金属催化剂成为了一种有效的改进策略。然而,这一过程中B位金属元素的析出往往伴随着A位SrO的偏析,由于SrO既不具备电子导电性也不具备氧离子导电性,从而导致催化活性和稳定性的显著下降。因此,如何同步提升钙钛矿氧化物阳极材料的催化反应活性和服役稳定性,成为推动SOFC商业化应用所面临的一项新的严峻挑战。         另一个限制SOFC商业化应用的关键问题是过高的运行温度。高温不仅增加了系统成本,还容易导致电池组件之间的热膨胀不匹配和长期不稳定性,从而降低电池寿命。降低SOFC的运行温度是解决这些问题的有效途径。然而,降低温度会导致电极的极化电阻急剧增加,特别是低温下阴极氧还原(ORR)的活性,进而导致电池功率密度随温度降低衰减较快。因此,如何提高阴极材料在低温下的ORR反应活性是构建高性能SOFC的另一个关键难题。 研究成果               针对上述第一个问题,奚修安课题组巧妙地运用了PrOx的独特性质——即兼具混合离子电导与电子电导的能力、较高的表面氧交换系数,以及相较于SrO在热力学上更易偏析的能力。通过精确调控SFM晶格结构中A位Sr元素部分被Pr元素取代,以及B位Mo元素部分被Ni元素取代,经还原处理,成功在PSFMN钙钛矿表面原位析出了Fe-Ni合金颗粒,同时实现了PrOx的偏析而非SrO。此举不仅显著增强了SFM钙钛矿阳极材料的催化活性,还进一步优化了其长期服役的稳定性,为提升SOFC的电化学性能与稳定性开辟了一条新路径。 图1. SFM晶格结构中,原位析出Fe-Ni合金和PrOx的结构形貌图            针对上述第二个问题,奚修安课题组巧妙地在PBSCF阴极材料中引入了SZM负热膨胀材料,成功构建了界面晶格应变,显著降低了氧空位的形成能垒。这一创新举措在界面处催生了大量的氧空位缺陷,极大地促进了O2分子在表面的吸附与解离过程,大幅度降低了ORR反应过程的极化阻抗,显著提升了阴极材料在中低温条件下的ORR活性。在700℃的温度下,通过商业NiO-YSZ/YSZ/GDC/阴极材料电池构型的测试,结果显示该电池的峰值功率密度高达1.64 W cm-2,相较于单相PBSCF材料,其性能提升了惊人的51.8%。这一研究成果无疑为中低温SOFC阴极材料的结构设计开辟了新的视角与思路。 图2. PBSCF阴极材料中引入了SZM负热膨胀材料对电池性能的影响 论文链接 https://doi.org/10.1002/adfm.202412486     https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2024.124509 课题组招聘                课题组主要聚焦于固体氧化物燃料电池/电解电池材料及其器件的研究开发。目前学院及课题组已投入建设了一系列先进的研究设施,包括电池制备、性能测试及结构表征所需的主要设备:如各类型马弗炉和管式炉、激光脉冲沉积设备、测试反应床、电化学工作站,气相色谱-质谱联用仪、原位微分电化学质谱仪、全自动化学吸附仪、变温原位XRD、变温原位红外、高温高压原位拉曼、X射线光电子能谱仪、X射线吸收精细结构谱仪以及材料计算平台等。       诚邀感兴趣的博士后、研究员、联培博士生和硕士生加盟。
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202409
刘霖课题组在环丙基自由基不对称官能团化研究方面取得新进展
近日,大湾区大学(筹)理学院刘霖课题组与南方科技大学刘心元教授、顾强帅副教授合作,在环丙基自由基不对称炔基化取得新进展。相关成果以 “Copper-catalysed synthesis of chiral alkynyl cyclopropanes using enantioconvergent radical cross-coupling of cyclopropyl halides with terminal alkynes”为题发表在化学顶级期刊《自然-合成》(Nature Synthesis)上。刘霖研究员为本论文共同第一作者,大湾区大学(筹)理学院、东莞市大湾区高等研究院以及广东省动力系统与神经系统交叉研究重点实验室为第三完成单位。该研究工作得到国家自然科学基金委、科技部、深圳市科创委、深圳市诺贝尔奖科学家实验室等项目的大力资助。 研究背景 手性环丙烷作为最小的全碳环,既广泛存在于天然产物、医药、农药、香料与材料中,又作为重要的合成子应用于复杂分子与聚合物的合成中,尽管该类单元当前已发展了多种合成方法,但利用廉价易得的外消旋环丙烷通过立体汇聚式的策略直接合成手性环丙烷的报道则相对较少,因此发展一种通用的催化体系实现多官能团取代手性环丙烷的高效构建,具有重要的研究意义和实际应用价值。   研究成果 基于前期工作,本团队设想通过组内发展的铜/手性阴离子配体催化剂用以实现外消旋环丙烷卤代烃与末端炔烃的不对称自由基碳–碳交叉偶联反应。具体地,通过单电子还原可将外消旋环丙烷卤代烃转化为可快速翻转的环丙基自由基,随后该自由基与手性铜炔物种结合,实现高度对映选择性的 C–C 键构建。在具体的条件优化中,我们发现使用手性阴离子N,N,N-配体与Cu(II)盐的结合,从而提高Cu(II)物种的浓度,调整铜催化剂的氧化还原态,可提高反应的化学选择性,从而精准高效地构建了结构多样性的手性炔基环丙烷分子砌块。随后,基于卤素和炔烃均能很好的转化,我们快速构建了多种有价值的立体中心的手性环丙烷化合物,证实了该反应的实用性和应用价值。 研究背景和本文工作   论文链接 https://www.nature.com/articles/s44160-024-00654-x
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202409
姚瑶课题组在CO₂电化学还原过程的电极/电解质界面研究中取得新进展
近日,大湾区大学(筹)理学院姚瑶助理教授与香港科技大学邵敏华讲席教授合作,在酸性电解质中CO₂电化学还原过程的电极/电解质界面研究中取得新进展。相关成果以 “The Electrode/Electrolyte Interface Study during the Electrochemical CO2 Reduction in Acidic Electrolytes”为题发表在《德国应用化学》(Angewandte Chemie)上。姚瑶为本论文第一作者和共同通讯作者,大湾区大学(筹)理学院为第一完成单位。该研究工作得到香港研究资助局、香港创新科技署、广东省基础与应用基础研究基金项目的资助。 研究背景 酸性电解质中的二氧化碳电化学还原(CO2R)因其比碱性体系具有更高的碳效率和稳定性而受到广泛关注。其中,CO2R的质子来源是一个关键因素,它可能改变对CO2R决速步的理解。H2O,而不仅是H+,也应该作为CO2R的质子源被考虑——这在以往的研究中几乎未被讨论。 研究成果 在本研究中,作者利用旋转环盘电极(RRDE)和表面增强红外光谱(SEIRAS)技术,研究了酸性电解质中CO2R和析氢反应(HER)过程中的电极/电解质界面。本工作选用多晶Au作为模型电极,原因如下:1)在CO2R过程仅产生CO和H2;2)能选择性地氧化CO而非H2;3)有表面增强效应,适于SEIRAS研究。RRDE结果表明,即使在酸性电解质中,H2O而非H+是CO2R的质子源——这意味着电极/电解质界面的中性或碱性环境对CO2R是必要的。此外,在KHCO3电解质中CO形成的过电位比酸性电解质低~0.2 V,表明电极/电解质界面pH对CO2R过电位有影响。由于H+对H2O还原的塔菲尔斜率没有影响,H+不参与H2O还原的决速步。然而,H+的存在会导致H2O还原的过电位升高。在SEIRAS测试中,CO2R电位下,溶解的CO2—CO2(aq)在~2343 cm−1处的红外峰为负值,而在无CO2R电位下消失。相比之下,CO2(g)的红外峰则随机显示正负。这直接证明了, CO2(aq)是CO2R的实际反应物,该体系中的CO2R是一个两相反应。RRDE结果表明,在酸性、中性和KHCO3电解质中,CO生成电流与旋转速率呈正相关,CO2R性能受CO2(aq)传质的影响。这项研究加深了对酸性电解质中CO2R过程中电极/电解质界面的理解,为进一步提高酸性电解质中CO2R性能提供了新的见解。
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202409
苏强课题组在量子点发光二极管研究方面取得新进展
               近日,大湾区大学(筹)物质科学学院苏强课题组与南方科技大学陈树明教授合作,在量子点发光二极管(QLED)的电子输运机理方面,取得新进展。相关成果以 “Tracing the electron transport behavior in quantum-dot light-emitting diodes via single photon counting technique” 为题发表在《自然-通讯》(Nature Communications)上。苏强助理教授为第一作者,陈树明教授为通讯作者。大湾区大学(筹)物质科学学院为论文第二完成单位。该研究得到国家自然科学基金、深圳市基础研究项目等的资助。 研究背景        作为一种电光转换器件,QLED消耗电子并将其转化为光子。如果所有注入QLED的电子都在量子点内被转化为光子,则可以实现100%的量子转换效率。然而,并非注入的所有电子都能转换为光子,这些未在量子内复合并辐射光子的电子被称为泄漏电子,它们将能量最终以焦耳热的形式耗散,降低了器件的效率和寿命。泄漏电子为何不能在量子点内部复合?它们在QLED内部究竟是如何输运的?这些基本问题目前尚不清楚,限制了QLED性能的提升。俗话说水过留痕,雁过留声,泄漏电子经过的路径,一定会留下一点蛛丝马迹,如泄漏电子经过载流子传输层时,可能会在载流子传输层上复合,产生微弱的荧光信号。通过监测不同功能层产生的荧光信号,可以反过来追踪泄漏电子的输运路径。但是,由于泄漏电子产生的荧光信号极其微弱,目前的表征手段和测量方法并不能准确的捕捉到这些极弱的信号。 研究成果               鉴于此,本项工作开发了一套基于EL-PL联合测试技术和SPC技术的新型表征方法。EL-PL联合测试技术(图1),可监测加电状态工况条件下量子点的本质发光,并可表征泄漏电子对QLED性能的影响;而SPC技术(图2),可追踪到非常微弱的、由泄漏电子产生的荧光信号。最终,该研究成功追踪到泄漏电子的输运行为,并精确地描绘出了QLED内的电子在不同驱动电压下的输运路径(图3)。结果表明,QLED在小电流和大电流驱动条件下,电子向传输层泄漏,以及发生界面复合泄漏,均是造成QLED性能衰减的重要因素。本项研究对电子输运行为的明确揭示不仅加深了研究者对QLED工作机制的理解,也为长寿命、低功耗、高亮度QLED的实现提供了新的思路。 图1. QLED中EL-PL联合测试原理和结果    图2. 基于SPC技术的弱光探测系统原理图以及利用SPC技术追踪电子向TFB的泄漏 图3. QLED中的电子输运路径 论文链接 https://www.nature.com/articles/s41467-024-52521-0  
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202408
数据思维人才培养论坛在松山湖校区成功召开
8月25日至26日,“数据思维人才培养论坛”在我校松山湖校区成功举办。论坛作为两个月前在新时代计算机本科教育论坛上阐发的一个话题的继续,由中国人民大学杜小勇教授和我校李晓明教授发起,来自中国人民大学、华东师范大学、常州大学、中山大学以及和鲸科技的专家学者,共同探讨了在数字时代下数据思维人才培养的意义及其关键路径。 论坛伊始,杜小勇教授、李晓明教授介绍了本次论坛的召开背景。针对我国数据思维人才培养存在的概念体系尚不清晰、培养目标研究薄弱、实现路径亟待改进等问题,两位教授提出应该共同讨论数据思维人才培养的概念体系、培养目标及其人才培养路径,从而培养出懂国家需求、能架构系统、善分析数据、通领域业务的复合创新人才。 引导发言环节,华东师范大学周傲英教授首先分享了他关于数据与数据思维的看法。周教授指出,数据作为第五生产要素,会带来新质生产力,而驾驭数据的前提则是认识数据,数据思维是数字时代的必备素养。 常州大学徐守坤教授分享了新兴领域大数据“十四五”高等教育教材体系建设的常大实践。徐教授从建设背景、大数据人才需求及大数据产业分析出发,介绍了常州大学阿里云大数据学院的教材建设体系以及搭建教材配套的实践平台。 中国人民大学杜小勇教授阐述了对计算思维、数据思维和AI思维的理解,依次介绍了三种思维的定义,并分析了三者之间的关系。杜教授指出,计算机科学与技术、数据科学与大数据技术、人工智能都是相关但侧重点不同的专业,应当突出并重点培养相应的思维能力。 中山大学吴迪教授分享了关于数据思维人才培养的几点思考,依次介绍了关于数据思维的概念体系、培养目标以及培养路径的看法,并详细分享了中山大学计算机学院数据思维人才培养的探索和成效。  和鲸科技CEO范向伟先生分享了以产教融合助推数据思维人才培养的实践探索,通过AI创新虚拟实验室等途径实现产教融合、科教融汇双循环,在与高校的合作中探索“两个课堂”结合的产学研创新路径。 在一系列引导发言后,中山大学超算中心肖侬教授,中国人民大学范举教授、陈晋川副教授,华东师范大学王伟教授,常州大学计算机与人工智能学院石林教授、胡超副教授等与会专家,围绕数据思维人才培养的概念、目标和路径三个思辨议题展开了热烈的讨论。本次论坛针对数据思维人才培养进行了全方位的深入思辨和探讨,是系统性形成数据思维概念,进而促进相关人才培养的一个良好开端。
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202408
有机小分子的精妙构建与应用:重点实验室陈虎研究员课题组先后在ACS Energy Letters和ACS Materials Letters杂志上发表最新研究成果
大湾区大学(筹)物质科学学院的陈虎研究员课题组致力于设计合成高性能的有机功能材料并探索其广泛的应用场景。近日,该课题组通过分子设计的手段合成了两类有机小分子,并先后将其应用在了钙钛矿太阳能电池和有机太阳能电池领域。相关工作先后发表在ACS Energy Letters(IF: 19.3)和ACS Materials Letters(IF: 9.6)杂志上。大湾区大学(筹)物质科学学院分别为两项工作的第二通讯单位和第一通讯单位,陈虎研究员为两项工作的通讯作者,我院首批博士后赵书楠和刘万里参与了部分工作。研究成果的合作单位为霍夫曼先进材料研究院胡汉林团队,此外,两项工作均获得了广东省粤莞联合基金和东莞市先进材料与大科学装置前沿交叉重点实验室的共同支持。   在第一个工作中,陈虎课题组精心设计并合成了一种基于有机金属二茂铁分子的化合物——二茂铁基双噻吩[3,2-b]噻吩-2-羧酸酯(FcTTPc),用于钙钛矿/ETL界面的改性。钙钛矿/电子传输层(ETL)处的电荷复合问题以及倒装钙钛矿太阳能电池(PSCs)界面电荷传输优化的需求一直是一个显著的挑战。FcTTPc分子中围绕中心二茂铁基团的羧酸酯和噻吩基团与钙钛矿组分强烈相互作用,有效钝化了界面缺陷。此外,FcTTPc分子的噻吩基团可以与ETL进行强烈的π–π相互作用,从而增强界面电荷传输。通过FcTTPc对界面进行改性后,能级排列得到显著优化,极大地改善了载流子传输。由于FcTTPc分子的界面改性,PSCs的能量转换效率(PCE)达到了25.39%。这些经FcTTPc改性的器件在40%相对湿度条件下运行1500小时后,仍能保持初始效率的96%以上。这项研究为钙钛矿太阳能电池的界面调控提供了新的思路,展示了有机分子在提高太阳能电池性能和稳定性方面的巨大潜力。   在第二个工作中,陈虎课题组设计了一类星型有机小分-3,6-二氟-八(4-甲氧基苯基)苯-1,2,4,5-四胺(DFTAB),其具有1,4-二氟苯基环核心和富电子的四(4-甲氧基苯基)氨基基团的独特结构,将其与经典的空穴传输材料PEDOT:PSS结合后,其空穴传输性能得到了显著提升。利用DFTAB/PEDOT:PSS的高空穴传输特性,有机太阳能电池在PM6二元器件中实现了18.58%的光电转换效率(PCE),引入客体供体材料ITOA后,三元器件的PCE提高到了19.15%。该工作在实现高PCE和填充因子(FF)值方面表现出色,超越了其他使用无机或有机材料的改性策略。此外,DFTAB还改善了紫外光吸收,减少紫外光穿透进入活性层,增强了光稳定性。通过优化活性层的形貌和增强电荷传输效率,DFTAB改性不仅显著提高了光电转换效率和填充因子,还改善了器件的光稳定性,使其在长时间使用和各种环境条件下表现出色,展示了其在光伏领域未来实际应用的潜力和前景。 陈虎研究员课题组(课题组主页:https://www.x-mol.com/groups/hu/)的主要研究方向为高性能有机功能材料的设计合成与应用:以材料合成为主导,兼顾有机材料在有机场效应晶体管(OFET)、有机光伏(OPV)、有机热电转换(OTE)以及有机电化学晶体管(OECT)等领域的器件表征以及优化,同时探索有机材料在锂离子/铝离子电池以及水系锌电池等新能源存储领域的应用。 课题组经费充足,资源丰富,现面向海内外公开诚聘联培研究生、研究助理和博士后研究人员,表现优异者可推荐去海外一流高校的课题组继续深造。有志加盟的青年才俊可发送邮件至chenhu@gbu.edu.cn或关注网页(https://www.x-mol.com/groups/hu/positions/62909)进行进一步的沟通交流。
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202408
数学与信息安全研究中心与德黑兰大学签订研究合作协议
8月26日,数学与信息安全研究中心与德黑兰大学理学院在19楼举行了合作协议签订仪式。出席此次仪式的有数学与信息安全研究中心主任郑志勇教授、德黑兰大学理学院院长Reza Ameri、副院长Majid Soleimani-damaneh、Ali教授以及来自中心的其他人员。 仪式由数学与信息安全研究中心副研究员刘峰霞主持,她向德黑兰大学的代表全面介绍了大湾区大学的基本情况。她详细讲述了学校的办学定位、培养目标、学生培养及校园建设,强调了大湾区大学是一所立足粤港澳大湾区,面向全国乃至全球,致力于成为一所引领未来科技发展、产业升级和社会进步的国际化新型研究型大学。 Reza Ameri院长表示,德黑兰大学作为一所具有悠久历史,并活跃于各个科学领域的大学,期待与大湾区大学进行深入的合作,希望双方能够加强在教育和科学研究领域的联系。Majid Soleimani-damaneh副院长则强调,与数学与信息安全研究中心的合作将增强亚洲地区的科研合作网络,推动经济与政治联系,以及科学交流改进。 此外,另一位来自德黑兰大学的代表Ali分享了对大湾区大学的赞赏。他回忆了12年前首次访问中国的经历,对中国在多个领域取得的巨大进步表示钦佩,并对双方未来合作充满期待。 在仪式上,郑志勇主任和Reza Ameri院长正式签署了合作协议,标志着双方在学术研究和人才培养方面的共同努力。 会议结束后,来宾们参观了大湾区大学的校园设施,并对学校的现代化建设给予了高度评价和肯定。
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