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南开高分子所陈永胜Science引用数持续升高

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发表于 2021-12-18 11:59:25 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 NKU 于 2021-12-18 20:34 编辑

南开大学化学学院高分子化学研究所陈永胜教授2018年9月发表在science上的有机聚合物光伏电池研究,一举将有机光伏电池效率提高到17.3%以上,打破了多年聚合物电池效率不前的局面……目前该研究论文的引用还在持续升高。比同期大部分高能电池的引用还高。。

Organic and solution-processed tandem solar cells with 17.3% efficiency (science.org)

science杂志页面显示:

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 楼主| 发表于 2023-2-4 23:41:08 | 显示全部楼层
不过在solar cells领域,热度最高的还是钙钛矿。
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 楼主| 发表于 2021-12-18 22:05:43 | 显示全部楼层

陈永胜的研究方向除了有机聚合物光伏电池外(具有确定分子结构的寡聚光伏材料),另一个主要是碳材料,实际上也就是碳纳米管、石墨烯之类的纳米材料应用,这是陈永胜最早开始做的研究。不过南开的纳米材料研究规模一直不够大。

在碳材料领域,提出了“三维交联石墨烯”高分子体相材料的构筑理念,所发展的三维石墨烯材料在从4到1200K的温度区间展现出独特的光、电、磁性能,并首次实现了宏观光驱动(Nature Photonics., 2015, 9, 35-41)。

看看2023年能不能上,虽然陈永胜成名相对晚。。。

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 楼主| 发表于 2021-12-18 12:10:35 | 显示全部楼层
本帖最后由 NKU 于 2021-12-18 21:27 编辑

三年多过去,很多机构和研究人员在研究器件结构和材料的变更,效率也提高了1个多百分点(目前最高19%),不过始终没能再发Science
Reduced non-radiative charge recombination enables organic photovoltaic cell approaching 19% efficiency - ScienceDirect
Single‐Junction Organic Photovoltaic Cell with 19% Efficiency - Cui - 2021 - Advanced Materials - Wiley Online Library

陈永胜教授2004年4月回国,从其发表论文(WOS引用较高的几篇)看有机光伏研究的突破过程:

        自1958年第一个有机太阳能电池器件诞生至今,如何提高光电转换效率是始终困扰科学家的关键难题。这一问题也直接决定着有机太阳能电池能否走出实验室,广泛应用于人类的生产生活。

  “作为新兴的前沿研究领域,近年来,有机太阳能电池能量转化效率的大幅度攀升主要得益于光活性层材料的设计开发以及器件结构的不断优化。”陈永胜说。
图1 a)给体材料分子结构 b)前后电池材料薄膜吸收光谱 c)叠层有机光伏器件结构 d)叠层电池J-V曲线

        研究小分子作为供体和富勒烯衍生物作为受体,通过简单的溶液旋转涂层制备工艺实现了7.38%的转换效率,溶液处理的小分子太阳能电池的性能可以与聚合物电池相当(J. Am. Chem. Soc., 2012,134, 16345-16351)。

        通过整合小分子和聚合物的优势,设计和合成用于溶液处理的块体异质结太阳能电池,光电转换效率达到8.12%(J. Am. Chem. Soc., 2013, 135, 8484-8487.)

        对有机光伏器件材料筛选和构筑工艺进行了深入系统地研究,其开发的小分子太阳能电池效率超过9%(Nature Photonics, 2015, 9, 35-41.)。

        研发了一系列可溶液处理的高效率寡聚物型分子活性层材料,并于2015年获得了超过10%的光电转换效率(J. Am. Chem. Soc., 2015, 137, 3886–3893.)。

        考虑产业化的要求,用具有不同光谱吸收范围的活性材料制备叠层光伏器件提高转化效率,以寡聚分子/聚合物分别作为前后电池单元,得到了转换效率超过11%的叠层有机光伏器件(Adv. Mater., 2016, 28, 7008–7012.)。

        与华南理工大学研究团队等合作,以在可见和近红外区域具有良好互补吸收的BDT类寡聚分子和卟啉类小分子材料分别作为前电池和后电池的给体材料,采用与工业化生产兼容的溶液加工方法制备得到了高效的有机太阳能器件。经过工艺优化,最终实现了12.7%的验证效率(Nature Photonics, 2017, 11, 85-91.)。

        与国家纳米中心研究团队合作,利用在可见光区域和近红外区域具有良好互补吸收的PBDB-T:F-M和PTB7-Th:O6T-4F71BM分别作为前电池和后电池的活性层材料,并采用与工业化生产相适应的溶液加工方法,制备得到了2终端的叠层有机太阳能电池,其PCE高达17.3%(Science, 2018, 361, 1094-1098.)

        在柔性电子材料领域,陈永胜教授带领科研团队日前成功制备了同时具有高导电、高透光且低表面粗糙度的银纳米线柔性透明电极,将其用于构筑柔性有机太阳能电池,与使用商业氧化铟锡(ITO)玻璃电极的器件性能相当,光电转化效率可达16.5%,刷新了文献报道的柔性有机/高分子太阳能电池光电转化效率的最高纪录。这一成果使得高效柔性有机太阳能电池距离实现产业化更近一步(Nature Electronics, 2019, 2, 513-520.)。



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 楼主| 发表于 2021-12-18 15:07:11 | 显示全部楼层
本帖最后由 NKU 于 2021-12-18 20:54 编辑

自2018年以来发表的有机光伏论文,陈永胜教授的science仍然是有机光伏引用数最高的论文。不过有机光伏研究仍然不如钙钛矿电池那么热。2017年发表的钙钛矿电池引用第一的论文目前已有3857次(WOS数据),2018年以来发表钙钛矿电池引用第一不超过1000次(个人简单关键词搜索,由于不是该领域,如果错误请指出)。目前钙钛矿产出的science、nature仍然比较多,不过不一定是钙钛矿电池。

Iodide management in formamidinium-lead-halide-based perovskite layers for efficient solar cells.

陈永胜教授这几年在有机光伏的研究,重点在提高材料的稳定性,大概看了其中几篇论文,很少有再刷效率的论文。2019年以前陈永胜研究重点都是在提高电池效率。这几年化学所侯剑辉在效率提升上的研究倒是挺多。

总结一句就是:多拿经费做研究,多几个里程碑的突破。。。

最后的最后,南开做钙钛矿光伏电池的并不是很多,不过,今年由南开推荐当选的中科院外籍院士Michael Grätzel,2013年发的钙钛矿电池一文,Sequential deposition as a route to high-performance perovskite-sensitized solar cells,引用次数已达7199(WOS数据,2021.12.18),2013年后钙钛矿电池研究迎来一波又一波高潮,而2007-2013年钙钛矿的研究也是相当平稳。


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发表于 2021-12-18 19:58:13 来自手机 | 显示全部楼层
看23年了
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 楼主| 发表于 2023-2-4 23:25:32 | 显示全部楼层
本帖最后由 NKU 于 2023-3-5 10:45 编辑

引用还在持续升高,不过热度较之前有降低。Science里Metrics里显示

Total Citations2,020

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wos里显示1987,快超过2000了,science里有很多论文,后续都没有啥引用……同期science大部分论文都是不到100引用。










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 楼主| 发表于 2023-2-5 11:57:05 | 显示全部楼层

外行看热闹。

目前OPV的效率应该是提高到20%左右。

侯剑辉团队AM: 超20%效率!有机光伏|光子|晶体|太阳能电池_网易订阅 (163.com)
Enhancing Photon Utilization Efficiency for High‐Performance Organic Photovoltaic Cells via Regulating Phase Transition Kinetics - Bi - Advanced Materials - Wiley Online Library

Finally, we achieved a high power conversion efficiency of 19.51% in a single-junction OPV cell. The external quantum efficiency of the optimized ternary cell exceeded 85% over a wide range of 500–800 nm. We also fabricated a tandem OPV cell to increase solar photon absorption. The tandem cell had an excellent PCE of more than 20%. This study provides guidance for constructing an ideal multiscale
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发表于 2023-2-5 12:32:54 | 显示全部楼层
印象中程明明有篇IEEE TPAMI的被引次数同样惊人
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 楼主| 发表于 2023-2-5 12:49:14 | 显示全部楼层
gdqqdl 发表于 2023-2-5 12:32
印象中程明明有篇IEEE TPAMI的被引次数同样惊人

程明明的简历里有Ming-Ming Cheng – 程明明个人主页 (mmcheng.net)

引用4459次。

他的代表作引用都比较高。
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