#一周國內周報科研#鹽模板法制備非層狀二維過渡金屬氧化物

國內周報第43期摘要：武漢光電國家實驗室利用鹽模板法制備非層狀二維過渡金屬氧化物；北京大學研究出大規模、高轉化率碳納米管—硅太陽能電池；陜西師范大學研究團隊設計出自生長鎳基綜合電極助力高效水氧化；上海大學研究團隊發現錳碲增強的鉛碲晶體結構和熱電性；南京大學光電研究所發現基于聚合物銨鹽離子的多層鈣鈦礦材料在大規模太陽能電池穩定性上的應用；中科院固體物理研究所通過激光打印的三維Au/MnO2/Au 電極；香港科技大學發現雙摻雜的三氧化二鉬納米線新性能；中科院蘇州納米技術與仿生所研究高純半導體單壁碳納米管用于大規模薄膜電晶體制備。

【材料牛重點關注】

鹽模板法制備非層狀二維過渡金屬氧化物

前期研究表明，具有超微內晶孔道的六方相WO3（h-WO3）、h-MoO3等過渡金屬氧化物具有高的本征比表面積，并表現出優良的贗電容特性，如果能將這類材料制備出具有原子層厚度的二維結構，將實現離子的快速傳輸。

武漢光電國家實驗室周軍教授、唐江教授等人采用鹽（NaCl、KCl等）作為模板，利用鹽表面和目標產物的晶格匹配，并結合鹽中陽離子的誘導，首次實現了具有較大尺寸二維h-WO3、h-MoO3的制備。該制備方法成本低廉、產量大，兼具傳統氣相沉積法和水熱合成法的優點。同時，該方法具有普適性，可以擴展到其他非層狀二維過渡金屬氧化物的制備。

該研究成果發布于Nature Communications上。

【更多關注】

大規模、高轉化率碳納米管—硅太陽能電池

目前，對碳納米管—硅太陽能電池的研究主要基于其小的有效轉化面積（通常<0.15cm2 ），因為電源轉化效率隨著有效轉化面積的增加將降低。

來自北京大學等高校的研究員首次研究出單電池有效轉化面積超過2 cm2 ，同時保持電池轉化效率約10%的碳納米管—硅太陽能電池。其思路主要是以一種簡易的方式讓一定量的高導電性碳納米管排列形成碳納米管帶域并作為自相似頂部電極，相鄰帶域之間用硅作為異質結改善碳納米管—硅太陽能電池性能。這種方法可能促進大面積高效率碳納米管或石墨烯—硅太陽能電池的發展。

該研究成果發布于Advanced Energy Materials上。

自生長鎳基綜合電極助力高效水氧化

來自陜西師范大學化學系的研究者們設計出一種用于高效水氧化且自身具有催化劑支持功能的綜合電極，這種高級功能來自于Ni(OH)2 在金屬Ni基底上通過一個控制的表面氧化方法實現同質生長。這種催化劑和載體綜合的功能給水氧化反應帶來了史無前例的、極高效的電荷轉移和系統穩定性。

該研究成果發布于Advanced Energy Materials 上。

錳碲增強的鉛碲晶體結構和熱電性

近日，來自上海大學研究團隊發現錳碲增強的鉛碲晶體結構和熱電性。研究表明Pb1?xMnxTe 的微觀特性、機械性能、熱電性都超過其單個組分和兩項復合，MnTe2 顆粒和層狀MnTe沉淀物都是自發形成的，這可能與沉淀物晶格失配有關，其性能均存在明顯不足，而MnTe添加到PbTe中不僅能提高機械性能而且不對熱電性能造成影響。通過沉淀物微觀結構增強而基本不影響其光電性能的特點將被用來實現并提升光電應用。

該研究成果發布于Acta Materialia上。

基于聚合物銨鹽離子的多層鈣鈦礦材料在大規模太陽能電池穩定性上的應用

目前，盡管國內鈣鈦礦太陽能電池在轉化效率上有所提高，但其長期穩定性和如何實現三維鈣鈦礦結構反復制備一直阻礙著鈣鈦礦太陽能電池的發展。南京大學光電研究所發現在一系列二維鈣鈦礦層與層之間加入聚乙烯亞胺正離子不僅能提高太陽能電池的能量轉化，而且可以提高其穩定性，這將為實現穩定、高效的鈣鈦礦太陽能電池提供新方案。

該研究成果發布于 Chem. Mater.上。

用于微型超級電容器的三維交叉堆疊混合電極

單芯片微型超級電容器在微電子設備能源供應上具有重要價值，而以往大多數微型超級電容器都是由碳材料制成，雖然能儲存大量的能量但能量密度很低。中科院固體物理研究所通過激光打印的三維Au/MnO2/Au 電極，實現了MnO2、Au導電材料之間電子轉移速度、電解質離子運動速度大幅提升，這將明顯提高電容器的容量近而實現微型儲能系統。

該研究成果發布于Small上。

雙摻雜的三氧化二鉬納米線

研究表明原位氮和低價態Mo兩種添加劑的摻雜有利于提高MoO3的導電性、活性位點可訪問性、電化學穩定性。香港科技大學化學部研究發現N-MoO3-X納米線在雙電極材料和微生物電池上展現出極好的性能，這種易彎曲的纖維狀電極能傳遞2.29 mWh?cm?3 的史無前例的能量密度，這為發電和儲能開辟了一種新途徑。

該研究成果發布于Angewandte Chemie上。

高純半導體單壁碳納米管用于大規模薄膜電晶體制備

為了實現薄膜電晶體的大規模制造，中科院蘇州納米技術與仿生所研究出一種用于制備超高純度半導體單壁碳納米管的共軛聚合物，它結合了光譜和納米器件表征，純度高達99.9%。通過浸漬包覆法形成高密度、均勻網絡結構，從而制造高度均勻的高性能薄膜電晶體。

該研究成果發布于Small上。

以上我們列舉的僅為過去一周內（4.21-4.27）我國先進材料研究的最新進展的代表。整理過程中難免存在疏忽，還望各位讀者諒解并誠摯歡迎大家提出意見/建議，或推薦最新的國內材料研究新聞線索給我們：tougao@cailiaoren.com。

本期周報由國內材料周報小組小許撰寫，材料牛編輯整理。