AM、AEnM、AFM系列頂刊文章上半年高被引TOP10

AM、AEnM、AFM系列頂刊文章上半年高被引TOP10

Wiley是指1807年創立于美國的一個數據庫， 是全球歷史最悠久﹑最知名的學術出版商之一，享有世界第一大獨立的學術圖書出版商和第三大學術期刊出版商的美譽。作為wiley的三大旗艦期刊，也是材料類期刊中的頂刊代表，其中的高被引文章也是近年來科研走向的風向標。

我們根據web of science數據庫，檢索出版物AM、AFM、AEnM，獲得了半年來高被引文章最多的10篇文章，其中包括AM 3篇，AFM 4篇、AEnM?3篇，其中可以發現太陽能電池等能源領域占據這是檢索的大部分文章。

下面分享給大家，供大家學習參考。

AM：變溫電子輸運與偶極子極化運轉的柔性多功能微傳感器

我們正在經歷一場以人工智能、量子信息技術、虛擬現實等為核心的重大變革，而這一切都離不開智能納米微器件。然而，蓬勃發展的“大數據”讓電磁輻射的增長帶來了更大挑戰。在此，中央民族大學的袁杰教授團隊提出了一種創新的柔性多功能微傳感器，為智能設備開辟了新的視野。在一個像元集成了“無串擾”多重感知和綠色電磁干擾屏蔽，具有良好的靈敏度和快速的信息反饋。重要的是，得益于對變溫電磁響應的深刻洞察，微傳感器巧妙地將電磁輻射的危害轉化，進一步整合了自我力量。這一結果將刷新研究人員對下一代設備的認識，引領航空航天工程、遙感、通信、醫療、仿生機器人、假肢等領域的新方向。相關研究以“Variable-Temperature Electron Transport and Dipole Polarization Turning Flexible Multifunctional Microsensor beyond Electrical and Optical Energy”題目，發表在AM上。

文獻鏈接：DOI: 10.1002/adma.201907156

圖1柔性多功能的微傳感器

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AM：石墨炔衍生物作為二元有機太陽能電池的多功能固體添加劑

有機太陽能電池(OSCs)中混合氟化膜的形態調整是提高器件效率的關鍵方法。在各種策略中，固體添加劑被提出作為一種簡單和新的方式，以實現形態調整。然而，幾乎沒有固體添加劑的報道。在此，華盛頓大學Ke Gao教授和中國科學院的酒同鋼、?李玉良團隊等成功地將氯功能化的石墨炔(GCl)用作多功能固體添加劑，并首次提高了器件效率和生產率。與對照組的15.6％效率相比，基于GCl的器件獲得了創紀錄的17.3％效率，其中認證效率為17.1％；隨著短路電流(Jsc)和填充系數(FF)的同時增加，顯示了目前最先進的二元有機太陽能電池。將GCl引入共混膜后，膜吸收的紅移、結晶度的增強、明顯的相分離、遷移率的提高和電荷復合的減少，協同作用下導致了Jsc和FF的增加。此外，由于GCl的非揮發性，GCl的加入大大減少了批次間的差異，有利于批量生產。這些結果表明了GCI在提高器件性能方面的作用，顯示了其作為多功能固體添加劑在OSCs領域的應用前景。相關研究以“Graphdiyne Derivative as?Multifunctional Solid Additive in Binary Organic Solar Cells with 17.3%Efficiency and High Reproductivity”為題目，發表在AM上。

文獻鏈接：DOI:?10.1002/adma.201907604

圖2?設備結構示意圖及性能

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AM：高性能PM6:Y6體異質結非富勒烯太陽能電池中自由電荷的產生

由于新型非富勒烯受體(NFAs)的發展，有機太陽能電池目前正經歷第二個黃金時代。令人驚訝的是，盡管異質結處的能量抵消較低，其中一些混合物仍表現出很高的效率。在這里，德國波茨坦大學Dieter Neher教授等研究了供體聚合物PM6與NFA Y6高性能共混物中自由電荷的產生與內部電場、溫度和激發能的函數關系。結果表明，無論激發能是多少，光電流產生本質上是無屏障的，效率接近統一。盡管電量產生的驅動力很小、有效的電荷分離保持在較寬的溫度范圍內，直到100 K。對低濃度NFA混合物的研究、能量無序的測量和理論建模表明，對Y6來說，靜電界面電場足夠大，可以補償庫侖解離勢壘，從而輔助CT態解離。相關研究以“Barrierless Free Charge Generation in the High-Performance PM6:Y6 Bulk Heterojunction Non-Fullerene Solar Cell”為題目，發表在AM上。

文獻鏈接：DOI: 10.1002/adma.201906763

圖3?PM6和Y6的化學結構和能級、電化學性能

AFM：插層策略調節層狀氧化釩的電子結構獲得高性能低溫鋅離子電池

目前，鋅離子電池(ZIBs)正負極材料的開發受到宿主結構中帶多價電荷的Zn²⁺動力學緩慢的困擾。廣東工業大學李成超教授等研究表明，層間摻Mn²⁺的層狀氧化釩復合材料(Mn_0.15V₂O₅·nH₂O)的直接禁帶寬度變窄后，在鋅離子電池陰極中的電化學性能得到了顯著提高。具體來說，Mn_0.15V₂O₅·nH₂O電極在電流密度為0.1 A g^?1的情況下，具有367 mAh g^?1的高特異容量;在高電流密度為10 A g^?1和20 A g^?1的情況下，經過8000次循環后，其優異的保留容量分別為153和122 mAh g^?1。即使在- 20℃的低溫下，經過3000次循環，在2.0 A g^?1的電流密度下，也可以獲得100 mAh g^?1的可逆特殊容量。其優越的電化學性能源于層狀納米結構之間的協同效應以及Mn²⁺離子與水分子的層間摻雜，可以增強循環過程中的電子/離子運輸動力學和結構穩定性。通過各種超原位表征技術和密度泛函理論計算，揭示了鋅離子的存儲機理，為開發高性能ZIBs陰極提供了基本指導。相關研究以“Electronic Structure Regulation of Layered Vanadium Oxide via Interlayer Doping Strategy toward Superior High-Rate and Low-Temperature Zinc-Ion Batteries”為題目，發表在AFM上。

文獻鏈接：DOI: 10.1002/adfm.201907684

圖4?Mn_0.15V₂O₅·nH₂O電化學性能

AFM：可控n型摻雜的CsPbI₂Br鈣鈦礦太陽電池效率達到16.79％

以銫為基礎的無機鈣鈦礦，如CsPbI₂Br，因其優異的光電性能和優異的熱穩定性，在光伏應用中具有廣闊的應用前景。但CsPbI₂Br鈣鈦礦太陽能電池(PSCs)的功率轉換效率仍低于雜交型和無機型CsPbI₃鈣鈦礦太陽電池。在此，陜西師范大學劉治科教授、劉生忠教授通過添加CaCl₂到CsPbI₂Br中，CaCl₂中的Ca²⁺可以延緩CsPbI₂Br鈣鈦礦薄膜的結晶，提高薄膜結晶質量，進而降低薄膜中的缺陷，延長載流子壽命。CaCl₂的引入實現了對鈣鈦礦材料的可控n型摻雜，使CsPbI₂Br鈣鈦礦薄膜的費米能級更趨近導帶，增大了器件的內建電場，獲得更高的開路電壓。基于CaCl₂摻雜的CsPbI₂Br鈣鈦礦太陽電池的光電性能得到明顯提升，開路電壓提升至1.32 eV，填充因子提升至83.29 %，器件的光電轉換效率達到16.79%。CaCl₂摻雜的CsPbI₂Br鈣鈦礦太陽電池顯示出優異的空氣穩定性，未封裝的CsPbI2Br鈣鈦礦器件在25%的環境濕度下放置1080小時，光電轉換效率仍能維持初始效率的90%。相關研究以“Controlled n-Doping in Air-Stable CsPbI₂Br Perovskite Solar Cells with a Record Effciency of 16.79%”為題目，發表在AFM上。

文獻鏈接：DOI: 10.1002/adfm.201909972

圖5?不同CaCl₂添加劑下電化學性能

AFM：分子補丁工程助力高效環保的電池邁向無線電力傳輸

空間電磁輻射，大數據，既是機遇也是挑戰。對電磁廢棄物進行收集和轉化，實現高效回收利用，在能源領域具有重要意義。北京理工大學曹茂盛教授聯合燕山大學Xiao-Yong Fang教授、黑龍江建筑職業技術學院Mao-Qing Cao教授等提出了一種利用導電聚合物修復磁性石墨烯(NF-P)的新型有效修補工程方法，可控制地裁剪微觀結構網絡，包括導電網絡和弛豫基因。研究實現了電磁性能的精確調優，電磁響應顯著提高52%。探討了材料內部的能量轉化，構造了一種革命性的能量轉化模式，巧妙地利用材料內部儲存的電能和轉換的熱能，理論利用吸收的電磁能量達到100%。NF-P補丁網絡作為潛在單元器件的原型，其電磁能量轉換提高了10倍，有效帶寬增加了13 GHz，覆蓋整個研究頻段(2-18 GHz)。本研究為材料內部能源利用開辟了新思路，為空間電磁能量的獲取、轉化和傳遞提供了一條新穎有效的路徑。相關研究以“Molecular Patching Engineering to Drive Energy?Conversion as Effcient and Environment-Friendly Cell?toward Wireless Power Transmission”為題目，發表在AFM上。

文獻鏈接：DOI: 10.1002/adfm.201908299

圖6?PP補片磁性石墨烯示意圖及NF、NF-P復合材料不同修補狀態的形態學特征和對應的示意圖模型

AFM：通過調控Zn²⁺的成核位點獲得高度可逆的鋅負極

水溶性鋅電池因其諸多優點引起了人們的廣泛關注。然而，鋅陽極的腐蝕和ZnO致密化等挑戰已經影響了鋅基電池在可充電領域的應用。上海大學易金教授和復旦大學夏永姚教授團隊采用了一種ZrO₂涂層的方法來實現鋅陽極的均勻剝鍍，在充放電過程中，ZrO₂涂層由于具有較高的介電常數（ε≈25）發生有利的Maxwell-Wagner極化，有助于控制Zn²⁺成核位點和快速Zn²⁺輸運。因此，獲得了低極化(24 mV)、高庫侖效率(99.36%)和長循環壽命(超過3800h)的鋅負極。研究認為ZrO₂鍍層還可以作為惰性物理屏障，減少陽極與電解液的接觸，從而減少Zn的腐蝕，減少ZnO致密化的形成，從而提高Zn陽極的可逆性。研究結果為未來可充電鋅基電池的發展提供了一個有吸引力的策略。相關研究以“Highly Reversible Zn Anode Enabled by Controllable Formation of Nucleation Sites for Zn-Based Batteries”為題目，發表在AFM上。

文獻鏈接：DOI: 10.1002/adfm.201908528

圖7?裸鋅陽極和鍍ZrO₂鋅陽極的剝脫/電鍍工藝示意圖

AEnM：無溶劑合成超薄、柔性石榴石基復合固體電解質的全固態鋰電池

新一代安全、高能量密度鋰金屬電池迫切需要具有不易燃燒、高離子電導率、低界面電阻和良好加工性能的薄固態電解質。在這里, 北京科技大學范麗珍教授等通過簡單的研磨方法制備，不需要任何溶劑一個3?D Li_6.75La₃Zr_1.75Ta_0.25O₁₂?(LLZTO)自支撐骨架被合成，隨后，通過將柔性三維LLZTO框架與琥珀腈固體電解質進行復合，得到基于石榴石的復合電解質。這是一種不可燃性和高加工性的復合電解質膜，對Li/Li⁺具有4.8 V的寬電化學窗口，高離子遷移數為0.53。LLZTO顆粒和琥珀腈之間形成連續的Li⁺轉移通道，電解質/電極界面共同使鋰對稱電池具有1.2×10^?4?S cm^?1的高環境溫度離子電導率和優異的長期穩定性(在電流密度為0.1 mA cm^?2的情況下穩定超過500 h)。此外，基于薄復合電解質制備的LiFePO₄|Li和LiNi_0.5Mn_0.3Co_0.2O₂|Li電池的放電特性分別為153和158A?g^?1，在室溫下具有良好的循環穩定性。相 關研究以“Solvent-Free Synthesis of Thin, Flexible, Non?ammable Garnet-Based Composite Solid Electrolyte for All-Solid-State Lithium Batteries”為題目，發表在AEnM上。

文獻鏈接：DOI: 10.1002/aenm.201903376

圖8?5PTFE-100LLZTO-16[SN₂₀-LiTFSI] 電解質的制備機理和形貌表征

AEnM：增強氧電催化的釓誘導價結構工程

具有獨特電子基態混疊特性的稀土摻雜材料被認為是傳統的Pt/C新興替代品用于氧還原反應(ORR)。南京師范大學唐亞文聯合德克薩斯大學奧斯汀分校Gengtao Fu教授和紐卡斯爾大學Tianyi Ma教授首先對釓誘導價結構工程的強化氧電催化作用進行了研究。負載在N摻雜石墨烯(Gd₂O₃-Co /NG)上的Gd₂O₃-Co異質結構是通過一種簡便的溶膠-凝膠輔助策略構建的靶催化劑。這種合成策略使Gd₂O₃-Co納米顆粒均勻分布在N-石墨烯表面，形成緊密的Gd₂O₃/Co界面位點。Gd₂O₃引入后，Gd₂O₃-Co/NG的ORR活性較Co/NG顯著提高，其中Gd₂O₃-Co/NG的半波電位(E_1/2)比Co/NG高出100 mV，甚至接近商用Pt/C。密度泛函理論計算和光譜分析表明，由于Gd₂O₃/Co在工程界面上的本征電荷重分布，耦合的Gd₂O₃-Co可以打破OOH* -OH *的比例關系，使Gd₂O₃-Co表面的OOH*和OH*結合達到良好的平衡。在實際應用中，以Gd₂O₃-Co /NG為空氣陰極的可充電鋅-空氣電池具有較大的功率密度和良好的充放電循環穩定性。相關研究以“Gadolinium-Induced Valence Structure Engineering for Enhanced Oxygen Electrocatalysis”為題目，發表在AEnM上。

文獻鏈接：DOI: 10.1002/aenm.201903833

圖9?Gd2O3-Co制作示意圖及結構分析

AEnM：軟模板控制高質量的CsPbI₃薄膜生長助力高效穩定太陽能電池

不良的形貌和對相變可逆性利用不足，限制了高溫處理無機鈣鈦礦的有效性和穩定性。在這里，華北電力大學Yong Ding、戴松元教授等合作者通過引入(adamantan-1-yl)methanammonium，報告了一個簡單的軟模板控制生長(STCG)方法控制CsPbI₃晶體的成核和生長速率，產生致密的CsPbI₃?薄膜，其晶粒尺寸為微米級。CsPbI₃鈣鈦礦太陽能電池的功率轉換效率為16.04%，缺陷密度和電荷復合明顯降低。更重要的是，全無機太陽能電池，其結構為FTO/NiOx/STCG-CsPbI₃/ ZnO/ ITO來證明熱穩定性，通過抑制相變過程中缺陷的誘導效應，利用高溫處理CsPbI₃?薄膜獨特的相變可逆性，使全無機太陽能電池在連續光浸泡和加熱3000 h后仍能保持90%的初始效率。證明了它在熱穩定性方面的真正優勢。相關研究以“Soft Template-Controlled Growth of High-Quality CsPbI₃?Films for Effcient and Stable Solar Cells”為題目，發表在AEnM上 。

文獻鏈接：DOI: 10.1002/aenm.201903751

圖10?STCG法制備鈣鈦礦薄膜及具有毫米級晶粒CsPbI₃的形貌

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