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软物质高精尖中心刘瑶课题组《Angew. Chem. Int. Ed.》：基于完...

有机近红外光电探测器（NIR OPDs）具有质量轻、柔性好、光谱可调性强的优点，在光学通讯、夜视成像以及健康监测等诸多领域具有潜在应用价值。近年来，窄带隙稠环电子受体（FREAs）的结构创新为推动了NIR OPDs性能突破带来契机。然而，目前大多数NIR OPDs的暗电流密度仍然较高（10-810-10A cm-2数量级），极大阻碍了器件在近红外区探测率的进一步提升。除了性能之外，成本与稳定性也是NIR OPDs走向应用时需要重点考虑的两个关键指标；稠环电子受体合成产率较低，导致成本居高不下，而目前关于NIR OPDs的稳定性尤其是热稳定性研究仍然较少。因此，通过合理的分子结构设计，开发低成本窄带隙有机半导体从而实现兼具高灵敏度、高稳定性的NIR OPDs具有重要意义。图1. 完全非稠环电子受体（FNREAs）TBT-V-F与TBT-V-Cl的设计与合成软物质高精尖中心刘瑶课题组开发出了两种窄带隙完全非稠环电子受体（FNREAs），命名为TBT-V-F与TBT-V-Cl（图1a与b）。与常用于NIR OPDs构筑的FREAs相比，两种FNREAs的合成步骤明显缩短，合成复杂度随之大幅
软物质科学与工程高精尖创新中心谭占鳌课题组《National Science...

软物质科学与工程高精尖创新中心谭占鳌课题组提出一种调控氧化能垒的创新策略，利用1,1-双(二苯基膦)二茂铁金属配合物的低氧化能垒防止二价锡被氧化，同时金属配合物的氧化产物亦可钝化空位缺陷，协同减少 Sn 空位，最终制备了效率分别为23.5%的锡铅钙钛矿太阳电池以及26.4%的四端叠层太阳电池。窄带隙锡铅（Sn-Pb）钙钛矿太阳电池（PerSC）具有实现更高理论极限效率的潜力，且其理想的带隙特性使其成为叠层钙钛矿太阳能电池的理想候选材料。然而，二价锡离子特殊电子结构以及易氧化性极大地制约了Sn-Pb PerSC的性能。如何减少钙钛矿薄膜中Sn空位的生成，抑制p型自掺杂和非辐射复合现象，对于提升Sn-Pb PerSC效率和稳定性至关重要。图1 窄带隙钙钛矿中氧化能垒的调控以及缺陷的钝化机制本研究利用了1,1-双(二苯基膦)二茂铁金属配合物与氧气反应时具有的低氧化反应能垒特性，保护二价锡被氧化，有效抑制了p型自掺杂效应。同时，该金属配合物的氧化产物具有与锡离子和铅离子的配位能力，可以用于钝化空位缺陷，显著降低了钙钛矿薄膜中的缺陷密度。凭借这些优势，本研究最终成功制备了效率高达23
软物质高精尖中心谭占鳌课题组《Energy & Environmental Science...

软物质科学与工程高精尖创新中心谭占鳌课题组创新性地提出基于热力学调控的柔性钙钛矿薄膜应力优化策略，通过樟脑分子的配位键合与可控热升华双重效应，成功实现了薄膜内应力的精准调控。该研究利用樟脑分子独特的配位能力与温度响应特性，在薄膜退火过程中通过热力学升华诱导晶格弛豫，有效释放了钙钛矿薄膜的残余应力。最终制备了效率为24.5%的反式柔性钙钛矿太阳电池，并且该器件在10000次的机械弯曲测试后仍能保持初始效率值的80%。柔性钙钛矿太阳电池（f-PSC）具有较高的功率重量比，而且可以在弯曲、折叠等复杂环境下稳定工作，其在可穿戴电子设备、光伏建筑一体化等领域展现出广阔的应用前景。然而，在钙钛矿器件制备过程中，由于钙钛矿薄膜与柔性衬底之间的晶格和热膨胀系数失配，薄膜内部在热退火处理时易诱发高能级应力场。这种本征应力积累不仅会引发钙钛矿晶格畸变和缺陷态增加，且会由于应力-应变耦合效应而削弱器件的载流子传输效率和机械耐受性，极大地限制了f-PSC的光伏性能和机械柔韧性。因此，如何建立有效的应力调控机制是实现钙钛矿薄膜与柔性基底界面的应力释放，并平衡f-PSC的光电转换效率与机械柔韧性的关键
软物质高精尖中心刘瑶课题组《Advanced Materials》：全透明导电...

有机太阳能电池（OSC）因其重量轻、柔韧性好、透明度高以及与大规模低成本溶液加工的良好兼容性而受到广泛关注。实现OSCs高能量转化效率（PCE）的一个关键因素是促进活性层和电极之间的有效电荷传输。界面工程涉及功能化界面层的设计以及将其集成到电池器件结构中，被认为是调整能级和消除界面能垒以增强OSC中电荷传输和收集的关键策略。然而，当前的界面层材料都是具有明显光吸收的稠环基材料，这对于活性层的光利用影响巨大，从而进一步限制界面材料的膜厚容忍度。材料的高透过率与良好导电性之间的矛盾对开发具有足够膜厚耐受性的阴极界面层（CIL）材料构成了巨大挑战，这阻碍了OSC的进一步发展。图1. 聚酰亚胺-紫罗烯聚合物结构示意图及光透过性本工作将苯二酰亚胺（PMD）共价融合成基于咪唑离子单元的紫罗烯骨架，首次提出并合成出了一类醇加工的全透明N-型有机半导体。这些名为PMD-DI和PMD-PD的聚酰亚胺-紫罗烯聚合物具有高透明度、合适的能级和不错的导电性。其中，较高的PMD含量赋予PMD-PD更好的金属功函数修饰能力、电学性能和结晶度，使PMD-PD作为CIL材料具有优异的厚度不敏感特性，同时依旧保持了出色
高精尖中心-昌德新材料科技公司校企交流会成功举办

3月13日上午，昌德新材料科技股份有限公司（简称 “昌德新材料”）董事长蒋卫和到访软物质科学与工程高精尖创新中心（以下简称 “高精尖中心”），双方开展了深入的交流。此次活动由高精尖中心副主任张瑾主持，中心科研人员林民教授、王子春教授、胡君教授等以及研究生辅导员共同参与。在校企交流会上，双方围绕科研协同与成果转化等关键议题，进行了深入且富有成效的意见交换，为后续深化产学研融合筑牢根基。昌德新材料明确表达了在高精尖中心设立奖学金的意向，双方就奖学金标准、覆盖对象范围等具体事宜，展开了务实且细致的探讨。与会人员合影留念交流期间，张瑾详细介绍了高精尖中心的发展历程，全面展示了中心在学术研究领域取得的丰硕成果。王子春、胡君教授以及张建教授课题组代表，分别介绍了团队中有望与昌德新材料对接的创新成果。林民教授强调，产学研结合的关键在于科研成果切实解决企业实际问题，并精准指出三个课题组在相关方面的潜在突破点。蒋卫和董事长与三位科研人员就技术难点、未来发展方向等，进行了热烈且深入的交流探讨。随后，辅导员班丽丽对我校在企业捐赠奖助学金方面的相关政策进行了全面解读，并对昌德专项奖助学金在高精尖中心的设置（评
天津市发展和改革委员会来高精尖中心调研交流

3月5日下午，天津市发展和改革委员会京津冀协同发展工作二处牛少坤处长携京津冀协同创新工作专班一行到软物质科学与工程高精尖创新中心（以下简称“高精尖中心”）调研交流。高精尖中心党总支书记殷雄主持会议。此次交流座谈会主题为“加强政产学研合作，推动区域创新发展”。共同探讨如何深化合作，促进北京科技成果在京津冀区域转化与应用，为区域经济、社会发展贡献智慧和力量。高精尖中心副主任张瑾介绍了高精尖中心的发展历程、取得的重大研究成果和产学研合作等方面情况。高新技术研究院副院长王斌介绍了北京化工大学科技成果转化政策和措施。高精尖中心谭占鳌教授、史硕博教授和刘亚涛副教授分别介绍了团队的最新科研成果和技术转让中的难点。牛少坤处长详细介绍了贯彻落实京津冀协同发展的具体措施，和京津冀产业合作重点平台“两园两城”（天开高教科创园、滨海－中关村科技园、宝坻京津中关村科技城、武清京津产业新城）建设情况。希望与高精尖中心同推动“京津研发，区域转化”工作，推动京津冀协同发展走深走实。在总结发言环节，殷雄指出，通过此次深入的交流，双方不仅加深了彼此的了解，更为今后合作的进一步深化奠定了坚实的基础。他表示，希望双方深入学
软物质高精尖中心刘瑶课题组《Angew. Chem. Int. Ed.》：巧用d-p...

有机太阳能电池具有成本低、质量轻、可溶液加工制备大面积柔性和半透明器件等优势。通过引入吸电子结构单元以开发膜厚不敏感的阴极界面材料是实现高效稳定有机太阳能电池、助推其产业化的关键。目前常见的吸电子结构单元以芳酰亚胺（PDI、NDI）、吡咯并吡咯二酮（DPP）和苯并噻二唑（BT）为主，通过其中亚胺（C=N）或羰基（C=O）p-pp键吸电子的诱导与共轭效应，降低分子能级。因此，通过优选结构新颖的吸电子结构单元构筑阴极界面材料、实现材料光电性能优化，将为指导高效阴极界面材料开发提供宝贵的借鉴。北京化工大学高精尖中心刘瑶课题组首次将双磺酰亚胺（BSI）吸电子模块引入阴极界面材料分子骨架构建。BSI含有多重d-pp键而非p-pp键，有望诱导独特的吸电子效应和非平面构型（图1a与b）；BSI中氮原子孤对电子能够通过共振发生有效离域，避免了其碱性与亲核性对活性层材料的破坏；更重要地，BSI单元易于合成、结构修饰位点丰富，方便进一步功能化。最终，我们通过绿色且原子经济的C-H键活化聚合方法开发了一类结构特色鲜明的阴极界面材料（图1c）。图1. BSI结构特征及材料合成理论模拟和实验表征证实了BSI独
软物质高精尖中心谭占鳌课题组《Nat. Commun.》：最小化光电损失...

摘要：软物质科学与工程高精尖创新中心谭占鳌课题组提出一种能量损失管理策略，通过同步调控钙钛矿前结子电池缺陷态和中间连接层（ICL）光/电损耗以制备钙钛矿/有机叠层太阳电池。本工作利用溴化吡啶鎓盐与钙钛矿层的氢键-配位协同作用抑制离子迁移，同时构筑基于五氧化二钒（V2O5）的ICL结构，可以实现近红外光子高效透射与载流子无势垒提取，降低光电损耗，使得前后结子电池电流更为匹配，最终获得25.1%的高效率。正文：构筑叠层结构是太阳电池效率突破肖克利-奎塞尔极限的重要手段。其中，钙钛矿/有机叠层太阳电池（PO-TSC）以其优异的性能，以及轻质便携、可低成本且高效制备大面积器件的独特优势，近年来备受瞩目。然而，PO-TSC中子电池能量损失，以及中间连接层（ICL）的光电损耗很大程度上限制了PO-TSC性能的进一步提升。图1 宽带隙子电池和中间层性能优化本研究利用溴化吡啶鎓盐与钙钛矿层的氢键-配位协同作用，有效钝化缺陷，抑制前结钙钛矿子电池中的离子迁移现象，从而显著降低能量损失，使得钙钛矿子电池的开路电压明显提升。同时，本研究设计了一种低光电损耗的ICL结构，与传统的基于三氧化钼（MoO3）的IC
北京化工大学与中国石油日本新材料研究院开展学术交流研讨活动

11月14日，北京化工大学与中国石油日本新材料研究院（简称“中国石油日本院”）的学术交流研讨活动在我校举行。活动由我校软物质科学与工程高精尖创新中心（简称“高精尖中心”）组织。我校副校长王峰、高精尖中心杨继钢教授、副主任张瑾以及六位青年学者参与了该活动。中国石油日本院院长义建军、副院长入田友美，宫泽贵士等六位上席研究员参与了活动。活动伊始，王峰副校长对中国石油日本院一行的到来表达了诚挚的欢迎，并简要概述了我校的发展历程与学术成就，最后预祝此次交流活动取得丰硕成果。随后，交流研讨环节由张瑾副主任主持。来自中国石油日本院的六位上席研究员——宫泽贵士、森田成二、本间正敏、黑田纪明、横沟穗高、林利明，分别就各自研究领域的前沿技术进行了详细的介绍。研讨内容涵盖了高性能环氧树脂及其电子化学品开发、芳香族加氢催化剂与微波辅助合成技术、生物质高端新材料及其应用、高性能全固态电池材料、高性能隔热材料设计、高端复合材料在汽车轻量化应用、燃料电池新材料以及高频印刷电路板用低介电高分子材料等多个方面。我校参加此次活动的青年学者有材料科学与工程学院教授李培、曹鹏飞、张好斌，高精尖中心教授刘瑶、胡君、李晨耕。他们
软物质高精尖中心谭占鳌课题组《Adv. Mater.》：自交联- π效应...

摘要：软物质科学与工程高精尖创新中心谭占鳌课题组基于甲基丙烯酸酯衍生物的自交联和π效应的协同作用对钙钛矿层进行内部封装，有效阻碍了钙钛矿层离子迁移并抑制了界面缺陷，不仅使钙钛矿太阳能电池的光电转化效率提高到25.3%，且大幅度提升了器件的稳定性。正文：在过去的十年中，有机-无机卤化物钙钛矿太阳能电池（PerSCs）由于其独特的光电特性，以及和在下一代光伏技术中显示展现出的巨大潜力，而获得了备受学术界与工业界的广泛极大的关注。PerSCs具有各种各样的潜在应用，从移动设备到空间设备。然而，钙钛矿的外部刺激和内部因素导致稳定性不足，从而阻碍了其预期应用目标的实现。图1 UMA与BMA在钙钛矿表面的交联及对形貌的影响通过在钙钛矿层上引入可交联的甲基丙烯酸酯类似物，阻碍离子迁移并防止铅泄漏以获得稳定的钙钛矿太阳能电池。甲基丙烯酸丁酯（UMA）和甲基丙烯酸苄酯（BMA）可以与钙钛矿层发生化学相互作用，尤其是对于悬挂苯环之间存在显着π相互作用的BMA二聚体。这种配置有利于更紧密的配位，从而将钙钛矿的费米能级恢复到无缺陷状态并减少载流子复合损失。此外，通过整合自交联和分子间π效应，BMA的应用将内部
软物质高精尖中心蔡元婧课题组《Adv. Mater.》：多功能空穴传输...

单结锡铅混合钙钛矿太阳能电池（single-junction mixed Sn-Pb PSCs，~ 1.2 eV）具有较高的理论功率转换效率（PCE，~ 30%），也是实现高达41%理论PCE的无机钙钛矿多结串联太阳能电池中的关键组分。长期以来，Sn-Pb钙钛矿太阳能电池依赖于聚乙撑二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐（PEDOT: PSS）作为空穴传输材料（HTM），然而，PEDOT:PSS的酸性和吸湿性导致锡铅钙钛矿二价锡的氧化和薄膜成膜质量不高，限制了该类电池的稳定性和商业应用。近期，软物质高精尖中心蔡元婧课题组开发了一种新型多功能空穴传输材料羧基噻咯。该材料展现出独特的功能特性：一方面，由于其与Sn-Pb钙钛矿存在良好的能级匹配和优良的空穴传输作用，可作为空穴传输层；另一方面，该材料能够与ITO基底、Sn-Pb钙钛矿发生螯合作用，显著减少界面缺陷从而增强界面钝化；此外，在该功能材料薄膜基底上形成的Sn-Pb钙钛矿薄膜成膜质量更好（图1），从而提升了Sn-Pb钙钛矿薄膜的结晶度、降低了功函、减少了锡铅钙钛矿中锡的氧化。实验结果表明，用该材料取代PEDOT: PSS实现了单结Sn-Pb PSC
软物质高精尖中心刘瑶课题组《Angew. Chem. Int. Ed.》：三嗪噻...

软物质高精尖中心刘瑶课题组《Angew. Chem. Int. Ed.》：三嗪噻吩酰亚胺多臂阴极界面材料用于高效稳定有机太阳能电池有机太阳能电池因其柔性、质轻、可由溶液法大面积印刷加工等优势，受到广泛关注。通过开发并引入合适的界面材料实现活性层与电极之间的欧姆接触对于获得高效、稳定的太阳能电池十分重要。常见的阴极界面材料以线形骨架为主，相较而言，具有多臂（或枝化）结构的阴极界面材料含有更高比例的极性侧基，可更有效地提高材料的醇溶液加工性并增强它们的功函数调控能力，极具应用潜力。然而，受制于较低的电导率（10-5S cm-1量级）与无定形的薄膜形貌，目前，具有多臂结构的阴极传输层材料性能仍较低（小于18.7%），膜厚容忍度也亟待提升（相应界面层厚度均未超过50 nm）。本研究合成了一类新型噻基三嗪三酰胺（图一），并首次将其用作有机太阳能电池(OSCs)的阴极中间层(CILs)。利用不同的芳臂和极性基团，对其光电性质和聚集行为进行了有效调节。其中，以萘酰亚胺为侧臂、咪唑为极性侧基的TT-N-M表现出合适的能级，优异的金属电极修饰能力，超过10-3S cm-1的电导率以及平衡的结晶性与成膜性
软物质高精尖中心蔡元婧课题组《Adv. Funct. Mater.》：基于高效...

固态发光材料的三线态激子利用在高效OLED器件的固态照明和平面显示等领域具有独特优势。尽管普遍情况下，噻咯（Silole）结构具有高效固态发光特性，但是在应用到OLED器件时一直未能实现三线态激子利用，因而在器件效率这方面一直未能有很好的突破。目前，其他研究报道的基于噻咯OLED器件的效率尚未突破5.8%。北京化工大学软物质高精尖中心蔡元婧特聘研究员课题组最近研发了一类具有杂化局域电荷转移激发态（HLCT）的噻咯衍生物Silole-1DPA-TRZ和Silole-1Cz-TRZ，并将其作为发光层应用于OLED中实现了高效三线态激子利用和器件性能突破。通过科学实验结合理论计算研究表明，Silole-1DPA-TRZ具有局域激发态（LE）和电荷转移态（CT）的均衡组分分布，而Silole-1Cz-TRZ中CT态组分占比显著增大，LE和CT态组分分布不均衡。在HLCT中，CT态组分为三线态激子转化为单线态激子时提供足够小的能级差，形成高能级反向系间窜越（hRISC）通道，但CT态组分过强会导致高亮度和高电流密度下长寿命三线态激子发生湮灭，不利于器件效率提升。因此，相较于Silole-1Cz-
软物质高精尖中心胡君教授课题组《Matter》：高性能聚硫辛酸基热...

聚硫辛酸（polyTA）是以天然小分子硫辛酸（TA）为原料，经开环聚合反应合成的一类高分子聚合物。该聚合物能在适当外界条件下实现自身解聚，为发展绿色可回收高分子材料提供了一种可行的方案。然而，受限于polyTA的柔性结构和低交联密度，现有的聚硫辛酸基高分子材料往往存在机械强度弱和环境耐久性差的问题。针对上述问题，软物质高精尖中心胡君教授课题组和法国巴黎高科化学学院合作，利用小分子TA和4,4-二氨基二环己基甲烷（PACM）共固化商业化环氧单体（DGEDC），设计构建了含动态酯键和二硫键的双动态共价自适应网络（DGEDC/TA/PACM，图1），制备出高性能聚硫辛酸基热固性环氧树脂，并利用树脂降解液的原位发泡，成功实现废弃热固性树脂到聚氨酯泡沫的升级回收。图1双动态共价自适应网络DGEDC/TA/PACM的设计示意图一方面，得益于交联网络的高交联密度和刚性结构，DGEDC/TA/PACM展现出优异的热性能（初始降解温度Td5% ~289°C，玻璃化转变温度Tg ~145°C）和机械性能（拉伸强度~70 MPa，弯曲强度~101 MPa），优于目前已报道的大部分聚硫辛酸基高分子材料，有望用

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