#國內材料周報半月刊#11.6%！“量子點敏化太陽能電池”新紀錄

國內周報第38期摘要：華東理工再次打破“量子點敏化太陽能電池”轉化效率紀錄；蘇州大學研發出新型鈉離子電池陽極材料；中國科學院深圳先進技術研究院研制出新型低成本鋁-石墨雙離子電池，能量密度超越鋰離子電池；浙大告訴你有機無機雜化鈣鈦礦材料發光機理；廣州大學：量子點修飾摻氮碳納米管提高催化劑活性；西安交大利用定向刻蝕在銅納米晶體上創建高能刻面；南開大學找到穩定鋰硫電池的鋰陽極表面形貌新方法。

【材料牛重點關注】

近日，來自華東理工大學化學學院的鐘新華教授團隊在量子點敏化太陽能電池（QDSC）上再創記錄。該團隊將之前9%的轉換效率提高到11.6%。這是QDSC光伏電池性能首次突破太陽電池商業應用的門檻（10%）。

近些年，隨著不可再生能源日益枯竭、氣候變暖等問題日趨嚴重，研發“高效率、低成本”的光伏電池成為人們關注的焦點之一。量子點（QDS，準零維材料）因為光電性能優異加之對材料純度的依賴性低，因此基于此的QDSC成為最被看好第三代太陽電池之一。

鐘新華教授團隊在這些年的QDSC研究中不斷刷新效率轉化紀錄：2012年 5.4%、2013年 6.7%、2014年 7.04%、2015年 8.5%，以及本月《美國化學會志》報道的11.6%。

值得一提的是，此次突破不僅僅體現在QDSC轉化效率上，更體現在團隊組合設計出不含高毒性重金屬的Zn-Cu-In-Se (ZCISe)合金量子點光捕獲材料上。要知道之前QDSC所涉及材料中包含的鉛、鎘重金屬有毒元素一直為人們所詬病。

看到這里，不知道大家有沒有開始期待下一次屬于QDSC的突破了。

該研究成果已發表于Journal of the American Chemical Society。

【更多關注】

蘇州大學研發出新型鈉離子電池陽極材料

近些年，鈉離子電池因為原材料豐富且成本低廉受到了研究者們的關注，不過要想讓鈉離子電池投入實際應用，研究者首先需要找到一種經濟可靠的陽極材料來實現快速、穩定存取大量鈉離子。

近日，來自蘇州大學能量轉換材料與物理中心(CECMP)的研究人員在這一問題上取得突破，他們借助于表面工程實現了在Na2Ti3O7納米管陣列中存儲優質鈉離子。

該研究成果已發表于Advanced Energy Materials。

低成本鋁-石墨雙離子電池來襲

本月15日，來自中國科學院深圳先進技術研究院——功能薄膜材料研究中心的研究團隊研究出一種新型低成本鋁-石墨雙離子電池。該電池可逆容量約為100 mAh g?1， 并在200次充放電后依然能保持88%的容量。分裝的鋁-石墨電池有著150 Wh kg?1的能量密度（功率密度為1200 W kg?1），這一數值要比大部分商用鋰離子電池高55%。

該研究成果已發表于Advanced Energy Materials。

浙大在鈣鈦礦發光機理上取得新突破

三鹵化鉛鈣鈦礦因其在光伏和發光裝置上取得驚人的進展而備受關注，但關于它的光物理性質人們還是爭議不斷。

近日，浙江大學材料學院葉志鎮教授團隊在有機無機雜化鈣鈦礦材料發光機理上取得新進展。研究團隊發現鈣鈦礦發光機制符合激子的局域化特征，從而證明了鈣鈦礦中激子在室溫下可以穩定存在且激子的復合過程在這個反應中具有重要作用。這一發現對深入理解鈣鈦礦發光機理和日后應用具有重要意義。

該研究成果已發表于Nature Communication。

新型可逆氧還原/析出催化劑

伴隨著石油資源的下降和諸多環境問題，全球對可再生能源需求量不斷上升，這就激發了可持續能源轉換和存儲相關研究。這其中不乏太陽能電解水制氫系統、可再生燃料電池和可充電金屬-空氣電池。不過在研究中，反應關鍵環節活性不足始終是一個大問題。

近日，來自廣州大學的研究團隊將ZnCo2O4量子點修飾在摻氮碳納米管上，這不僅保留ZnCo2O4氧化水的高活性，還實現了有效的氧還原性， 這些優點使ZnCo2O4/N-CNT能夠兼顧兩方面的催化活性，進而應用于可充電鋅-空電池中。

該研究成果已發表于Advanced Material。

西安交通大學團隊采用定向刻蝕在銅納米晶體上創建高能刻面

在提高催化活性的諸多方法中，在納米晶體催化劑表面創建高能刻面是一種頗具前景的方法。近日，來自西安交通大學的研究團隊以納米銅為原料，成功論證了通過可控化學刻蝕法在金屬納米晶體上創建高能基面的方法。此外，研究還顯示含有大量高能﹛110﹜刻蝕面的銅納米晶體對后續CO2還原也有顯著作用。研究表示他們相信該方法亦可擴展到其它納米晶體催化劑。

該研究成果已發表于ACS Nano。

硝酸鑭作為電解質添加劑用來穩定鋰硫電池的鋰陽極表面形貌

鋰硫電池被認為是一種超越傳統鋰離子電池的最有前途選擇。然而，在鋰溶解/沉積過程中金屬鋰陽極的不穩定性依然是鋰硫實際應用的最大障礙。

日前，來自南開大學的研究團隊在這一問題上取得突破。他們將硝酸鑭作為電解質添加劑加入鋰硫電池中來穩定鋰陽極表面。通過在電解質中引入硝酸鑭，一種復合的鑭/鋰鈍化膜在金屬鋰陽極形成，從而有利于減小金屬鋰的還原性，減慢鋰陽極電化學溶解/沉積反應，達到穩定鋰硫電池金屬鋰陽極表面的作用。與此同時，由于在電解質中引入硝酸鑭，鋰硫電池的循環穩定性也得以提高。

該研究成果已發表于ACS Appl. Mater. Interfaces。

以上我們列舉的僅為過去半月（3月11日—3月25日）內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吳玫撰寫，材料牛編輯整理。