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软物质高精尖中心谭占鳌课题组《Energy Environ. Sci.》：协同电...

摘要：通过协同优化前结宽带隙无机钙钛矿子电池中的界面接触和调节后结窄带隙有机子电池中给体/受体比例，以最大化钙钛矿/有机叠层太阳能电池中的电压输出。与常用的SnO2电子传输层相比，Cl@MZO电子传输层在宽带隙子电池中表现出更适配的能级、降低的漏电流和更高效的载流子提取能力。通过对给体/受体比例的精细调节，可有效改善后结有机子电池的光学吸收特性，实现前后结子电池的电流平衡。所制备的无机钙钛矿/有机叠层太阳能电池获得了2.15V的开路电压和24.07%的功率转换效率。此外，未封装的器件在空气条件下表现出优异的稳定性。正文：对于前结宽带隙子电池，采用Cl@MZO取代常用的SnO2电子传输层，可降低与CsPbI2Br的费米能级差，增强载流子提取能力并抑制能量损失。Cl@MZO基底会诱导钙钛矿薄膜的取向生长以提高结晶性，形成的贯穿晶有利于光生载流子的高效分离传输。基于Cl@MZO的CsPbI2Br无机钙钛矿太阳能电池获得了17.05%的效率和1.305 V的开路电压。图1 宽带隙全无机钙钛矿器件的研究通过调节受体比例，发现受体比例增加可扩展长波区截止边并提高吸收强度，实现后结子电池光电流的提高
软物质高精尖中心胡君教授课题组《Adv. Mater.》：利用逐步增强...

摘要本工作设计了一种包括退火和溶剂交换的逐步增强策略，有效地优化了聚合物的相互作用和聚集状态，促进由刚性晶体域交联的聚合物网络的进化增强，开发出具有高强度、高模量和高韧性的低共熔凝胶。正文凝胶材料因其在生物医学、柔性电子设备、传感器和驱动器等领域的广泛应用而备受青睐。得益于低共熔溶剂（DES）固有的理化性质，由聚合物网络和DES组成低共熔凝胶通常表现出良好热稳定性、导电性和可重复变形性等优势。然而，较弱的力学性能仍然是低共熔凝胶实用化的最大障碍。为解决这一难题，北京化工大学胡君教授课题组提出一种逐步增强策略制备高力学性能低共熔凝胶。该方法通过先退火、再与DES溶剂交换的过程，连续调控和优化聚乙烯（PVA）网络，实现由刚性晶体域交联的聚合物网络的进化增强（图1）。所制备的低共熔凝胶（A-SE-PVA20）表现出超高的极限应力（31.8 MPa）、杨氏模量（25.6 MPa）和韧性（76.0 MJ m-3），兼具优异的抗撕裂和抗裂纹扩展性能。此外，以丙烯酸作为氢键供体的DES可以使单网络低共熔凝胶通过二次加工形成半互穿网络结构，赋予低共熔凝胶特殊的力学性能。图1逐步增强法制备低共熔凝胶力学
软物质高精尖中心谭占鳌课题组《Adv. Mater.》：具有传输和保护...

摘要：具有高导电性和优异透光率的氧化铟锡（ITO）通常采用溅射的工艺作为复合电极引入到钙钛矿/有机叠层太阳电池中。为了防止高能ITO粒子在溅射过程中破坏底层材料，采用可交联有机配体材料（C1）作为双功能传输和保护层。最终，通过堆叠1.77 eV带隙钙钛矿层和1.35 eV带隙有机活性层，实现了效率为24.07%的两端钙钛矿/有机叠层太阳电池，器件表现出优异的稳定性。正文：串联叠层太阳电池（TSCs）可以同时解决单结器件中面临的光谱失配和热弛豫能量损失问题，这已被证明是突破单结器件Shockely-Quesisser极限的有效方法。金属卤化物钙钛矿和有机半导体的优异光电性能和带隙可调性使钙钛矿/有机叠层电池成为高性能叠层器件的理想结构。具有低损耗和高透射率的氧化铟锡（ITO）在取代金属作为复合电极方面表现出相当大的优势。然而，在溅射过程中，高能ITO粒子会对底层造成不可避免的损坏，并影响器件的性能。因此，有必要找到一种溅射保护层，以防止在ITO溅射过程中对底层材料的破坏。图1 C1的抗溅射保护能力和电荷传输能力近日，北京化工大学谭占鳌教授课题组在前期研究基础上，使用可交联有机配体（4，7
软物质高精尖中心刘瑶课题组《ACS Energy Lett.》：通过合理设计...

通过选择具有互补吸收的子电池构筑叠层器件是克服单节光伏器件热损耗与传输损耗从而使电池性能突破Shockley-Quiesser极限的可行方案。分别以有机子电池与钙钛矿子电池为前后电池的叠层器件因具有能级与吸收光谱可调性强、加工温度较低、稳定性较好等优势，受到广泛关注。但值得注意的是，目前此领域的研究主要围绕钙钛矿前电池与子电池连接层的设计与优化展开。虽然有机子电池也是叠层器件整体不可或缺的一部分，但是目前应用于有机-钙钛矿叠层器件的有机后电池主要集中于性能与开路电压较低的体系，严重阻碍了兼具高性能与高开路电压的叠层器件开发。鉴于此，本研究在组内前期针对钙钛矿层与子电池连接层优化（ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12, 50, 56068-56075；ACS Appl. Mater. Interfaces 2022, 14, 26, 29896-29904）的基础上，首次提出运用三元策略构筑兼具窄带隙与低能量损失的有机子电池，为获得具有高开路电压的高效有机-钙钛矿叠层电池提供了独特的解决方案。通过核心单元与端基的协同优化，所开发的非富勒烯受体LBz-F
软物质高精尖中心胡君教授课题组《Adv. Mater.》：利用双动态界...

本研究基于二硫键和氢键的双动态界面愈合策略，构建了一种由高模量骨架和低模量基质组成的一体化聚氨酯拉胀弹性体（IAE），实现了材料大变形下的负泊松比效应，解决了常规减材制造后拉胀材料力学性能下降的问题，为可工程应用的拉胀材料提供了一种新的制备方法。
软物质高精尖中心刘瑶课题组《ACS Energy Lett.》：兼具高批次稳...

软物质高精尖中心刘瑶课题组《ACS Energy Lett.》：兼具高批次稳定性与膜厚不敏感性的介观聚合物阴极界面层助力高效稳定有机太阳能电池有机光伏器件中的界面层在调控活性层-电极之间界面接触特性、促进电荷高效传输与收集等方面扮演重要角色。为推动有机光伏商业化，界面层材料应满足溶解性与成膜性良好、批次差异小、膜厚不敏感的要求。两性离子类材料具有优异的醇溶性、出色的功函数调控能力，是可用于有机太阳能电池的潜在阴极界面层（图1a），但目前广泛使用的两性离子类小分子与两性离子聚合物均存在一些不足：对两性离子类小分子而言，其结晶性较强、成膜性较差，限制了加工窗口；而两性离子聚合物往往批次差异性较大、溶解度较差（图1b）。图1. (a)两性离子类材料降低金属功函数的原理；(b)传统的两性离子类小分子、聚合物与本文中的介观聚合物两性离子的特点；(c)介观聚合物两性离子MT2PDINz与MT2PDIMz的设计策略及其结构；(d)几种两性离子类材料的电子自旋共振图谱；(e,f)介观聚合物两性离子的电导率与文献报道的两性离子类材料电导率对比有鉴于此，近日，北京化工大学刘瑶教授团队通过聚合单体结构与聚合
软物质高精尖中心刘瑶课题组《Angew. Chem. Int. Ed.》：基于二...

有机太阳能电池因其质轻、柔性、可通过溶液法大面积低成本加工等优势，有望成为新一代清洁能源技术，应用前景广阔。开发膜厚不敏感的阴极界面修饰材料从而实现高效稳定的有机太阳能电池对有机光伏器件的大面积涂布生产及商业化应用具有重要意义，是有机光伏领域的重要挑战之一。本研究将具有三维笼状结构的二氮杂双环（简称DABC，结构如图1所示）引入分子骨架，通过进一步调控p-功能模块的尺寸，创制电活性紫罗烯聚合物材料新体系（图1B）。DABC刚性结构与较高的电子云密度赋予了此类紫罗烯材料优异的热稳定性及不依赖于p-功能模块结构的强大功函数调节能力，可有效减低包括Ag、Cu和Au在内的多种金属电极的功函数（图1C）。图1.（A）二氮杂双环基离子基团降低金属电极功函数示意图；（B）三种电活性紫罗烯化学结构示意图；（C）空气稳定金属（Ag, Cu, Au）及经过三种紫罗烯修饰后的紫外光电子能谱和扫描开尔文探针示意图得益于超强的金属电极修饰能力、电荷提取能力以及与活性层良好的兼容性，基于NDI-DABC和PDI-DABC阴极界面修饰层厚度达到100 nm以上时，PM6:Y6体系依旧能够稳定输出高效率（图2A）；
软物质高精尖中心谭占鳌教授课题组《Angew》:基于三苯胺衍生碳点...

在碳点合成过程中引入具有非共平面结构和高载流子迁移率的三苯胺基团，成功制备了两种具有固态荧光特性的碳点，进一步将碳点作为发光层构建得到多色高性能电致LEDs
软物质高精尖中心谭占鳌课题组《Adv. Energy Mater.》：多齿配位...

将具有多配位点的肟酸基材料2-(2-氨基噻唑-4-基)-2-羟基亚氨基乙酸乙酯(EHA)掺入PbI2前体溶液中，使用两步法制备钙钛矿太阳能电池。EHA的多齿配位效应可以将PbI2胶体簇连接和整合，实现在PbI2前体溶液中的预聚集，促进钙钛矿薄膜的后续晶体生长进程。同时，EHA可以通过多齿配位连接晶粒并填充晶界，有利于电荷转移和钝化Pb-I反位缺陷和碘空位缺陷。因此，最佳器件的效率提高至24.1%，并且具有出色的湿度和热稳定性。钙钛矿太阳能电池作为新一代发展潜力巨大的太阳电池，它具有低成本、可溶液加工和光电转换效率高的优势。为了实现最终的商业化目标，钙钛矿太阳能电池仍需不断完善和发展，尤其是在稳定性和光电转换效率上需要进一步突破。晶体生长调控已成为减少晶界和钙钛矿薄膜表面缺陷以获得更好光伏性能和稳定性的有效解决方案。肟酸材料在氧化物矿物的浮选中作为选择性捕收剂已被成熟地使用。这种材料表现出很强的配位效应以及对铅的高度选择性，在控制晶体生长和钝化钙钛矿薄膜缺陷方面具有巨大潜力。图1 EHA模拟理论计算结果与晶体生长动力学本研究将具有多配位点的肟酸基材料2-(2-氨基噻唑-4-基)-2-羟基
软物质高精尖中心刘永春课题组《Nat. Comm.》：华北地区沙尘减排...

软物质高精尖中心气溶胶与霾研究室刘永春课题组建立了基于外场观测计算真实大气颗粒物上氨气摄取系数方法，并首次报道了氨气在实际大气颗粒物上的摄取系数（γNH3）为2.2×10-4-6.0×10-4；发现至2018年以来华北地区降尘减排导致颗粒物酸度以0.23±0.06/年的速度增加，进而导致氨气的摄取系数以6.24±0.97×10-5/年的速度增加。本研究揭示了大气污染物一次排放与二次生成之间的复杂相互作用，并为二次无机气溶胶的数值模式模拟提供了重要动力学参数。
软物质中心系列讲座---减污降碳协同增效与高质量发展的思考

10月4日下午，高精尖中心邀请到中国环境科学研究院副院长，国家环境保护地下水污染与控制重点实验室主任，我校客座教授席北斗研究员开展了“减污降碳协同增效与高质量发展的思考”专题讲座，吸引了大批老师和同学们的关注并参与。报告由中心袁其朋主任主持。讲座开始，席北斗老师指出我国碳排放总量大、减污降碳协同难度大，要实现“双碳”目标和减污降碳协同，我国需要兼顾能源低碳转型和经济结构转型，所需的碳排放和污染物减量，以及过程中要付出的努力，都要远高于世界上其他经济体。接着席北斗老师介绍了国家对打好污染防治攻坚战的决心，引出在碳达峰、碳中和背景下，如何发挥固体废物综合利用对实现碳达峰、碳中和目标的协同作用。从我国百亿吨固体废物产生量的现状到我国尚有巨量大宗固废缺乏经济合理的处置利用途径，席北斗老师深入介绍解决目前环境困局的方法在于严格遵循低碳生态理念，从工业及园区减污降碳、城乡区域多介质减污降碳、流域减污降碳协同治理三个方面阐述了减污降碳协同增效的技术路径。强化“源头减量化、过程资源化和末端无害化”的全过程控制技术路线。并提出了加强技术革新，大力发展风能、太阳能和氢能等新能源及其配套技术；推进政策和
软物质高精尖中心刘瑶教授课题组《Accounts of Chemical Researc...

文章总结了刘瑶教授课题组近5年来在创制电活性紫罗烯聚合物，发展界面分子材料设计新思想方面所取得了一系列进展。
软物质高精尖中心刘瑶教授课题组《ACS Appl. Mater. Inter.》：...

本研究采用一种厚度不敏感的高效子电池连接层，实现了钙钛矿和有机太阳能电池的高效集成，并以此为基础，制备了1 cm2的钙钛矿/有机叠层器件，进行了电解水实验，并获得了11.2%的产氢效率。
软物质高精尖中心胡君教授课题组《Adv. Funct. Mater.》：通过溶...

本研究采用简单高效的溶剂交换策略调控聚合物间非共价相互作用的时域性表达，实现聚合物网络的解离和重构，获得高强、高韧的低共熔凝胶，为解决传统凝胶材料耐温性差、成本高、低导电性及机械性能弱提供良好的借鉴和指导。

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