学术沙龙:局域微结构电催化,高效稳定钙钛矿太阳能电池研究

文:人力资源部教师发展中心 / 来源:材料学院 党委教师工作部、人力资源部 / 2021-06-09 / 点击量:528

本期学术沙龙邀请复旦大学研究员,复旦大学信息科学与工程学院副院长詹义强教授与大家进行深度交流和探讨。具体事宜如下,欢迎广大教师积极参与!

  一、时 间:2021年6月10日(周四)9:30-10:30

  二、地 点:清水河校区研究院大楼304A

  三、讲座主题、内容及主讲人:

  主题一:局域微结构电催化

  主讲人:复旦大学 张波 研究员

  内容简介:

  近年来,通过电催化反应将间歇式可再生能源转化为化学能是解决能源与环境问题的重要途径之一。作为其中的关键反应,电催化氧化H2O和尿素反应仍面临反应过电位远高于热力学理论电位、电能转化效率偏低等问题;而电催化还原CO2反应除上述问题外,还存在由于多电子参与反应所导致的产物选择性低等问题。造成上述问题的主要原因之一是目前对于催化剂活性区的认识仍然不足;以往研究重点是将单一活性位点作为活性区,因而缺乏关于活性位点周围微结构在反应中作用的研究,导致催化剂的性能提升缓慢。基于以上问题,主讲人通过构筑局域微结构,制备了RuIrOx和RuIrCaOx催化剂、高价镍(Ni4+)的尿素氧化催化剂,促进催化剂性能进一步提升;深入探讨了含有不同卤素的铜前驱体对于CO2还原产物选择性的影响,提出了缩短层间键长调控主族金属P轨道的离域化程度,从而实现了优异的甲酸性能。

  主讲人简介:

  张波,复旦大学研究员、博士生导师,国家级青年人才、国家层面重点项目首席科学家、领域专家、上海高校特聘教授、上海市青年拔尖人才、上海市青年科技启明星,近年来在清洁能源转化、局域微结构催化化学研究领域,做了一些探索性工作,在国际上提出了局域微结构催化活性区概念,提出了无定型催化剂普适性合成方法,搭建了首台电化学软X射线吸收谱平台,揭示了多项电催化转化机制,高效催化剂成功在工业电解设备上验证,至今以通讯/第一作者在Science(1篇),Nature(1篇),Nature Chem.(1篇),Nature Catal.(1篇),Angew. Chem. Int. Ed.(3篇),Adv. Mater.(3篇),J. Am. Chem. Soc.(1篇)等多个SCI收录的国际高水平学术期刊发表研究论文30余篇,他人引用近6000余次,单篇引用超1000余次,申请中国专利5项,国防专利5项,美国专利1项。创造了多项电解水和二氧化电还原的催化性能世界纪录,负责研发了新型电解水、二氧化碳电还原、燃料电池等3大类系列产品。

  主题二:高效稳定钙钛矿太阳能电池研究

  主讲人:复旦大学 詹义强 教授

  内容简介:

  具有ABX3结构的金属卤化物钙钛矿是目前研究最为广泛的光电子材料之一,特别是在太阳能电池的应用方面。在短短十几年时间,太阳能电池的效率就飞跃至25.2%,非常接近晶硅太阳能电池的水平。目前,大多数高效率的钙钛矿型太阳能电池都是由多种A阳离子或多种X离子混合而成。然而,由于挥发性甲胺的损失和不同离子的相分离,导致了钙钛矿太阳能电池的长期稳定性欠佳。α-FAPbI3具有理想的立方晶体结构,与混合阳离子钙钛矿相比,具有更低的带隙,同时也没有易挥发的甲胺基团,因此被人们认为是最合适的太阳能电池吸光材料。然而,黑相的α-FAPbI3在室温下不稳定,容易转变为黄色的δ-FAPbI3。因此,获得高效、稳定的α-FAPbI3对钙钛矿的研究具有重要意义。本次讲座,主讲人报告了一种新的分步沉积方法,利用MASCN蒸气处理黄色相的FAPbI3钙钛矿薄膜来制备高度结晶的纯黑色相FAPbI3钙钛矿薄膜,其功率转换效率高达23.5%。我们获得了1.18V的高开路电压(VOC),对应于1.48eV的带隙能量,仅损失300meV,是目前有报道的最低的开路电压损失。该方法的报道为提升钙钛矿材料的长期稳定性,进一步推进钙钛矿太阳能电池产业化起到了积极作用。

  主讲人简介:

  詹义强教授,复旦大学信息科学与工程学院副院长,长期从事有机和有机无机杂化半导体光电器件物理研究,至今在Science, Adv. Mater, Nano Energy, JMCA等SCI杂志发表研究论文百余篇,获得相关专利5项,并先后承担国家自然科学基金、上海市科技创新行动计划、浦江人才计划等多个国家及省部级科研项目,多次受邀担任美国能源部、罗马尼亚国家发展创新委员会、香港研资委和澳门大学科研项目国际评议专家。

  主办单位:人力资源部教师发展中心

  承办单位:材料与能源学院



编辑:林坤  / 审核:林坤  / 发布者:陈伟