电子报
电子报

《科学报告》刊发我校两研究成果


本报讯(通讯员詹健 黄琎)3月5日和19日,自然出版集团旗下刊物《科学报告》(Scientific Reports)先后刊登了我校学者的研究成果。
3月19日,《科学报告》刊发了王鸣魁教授研究团队及其合作者在太阳能电池领域的最新研究成果。此篇题目为“电还原多层氧化石墨烯在高效染料敏化太阳能电池对电极的应用研究”的论文由光电国家实验室格兰泽尔介观太阳能电池研究中心的博士生徐晓宝、黄德康、曹昆等在王鸣魁指导下完成。
以染料敏化太阳能电池(DSC 电池)、有机太阳能电池为代表的第三代太阳能电池有生产工艺简单、原材料成本低、器件颜色可调、可制备柔性器件等优点,代表了太阳能电池发展趋势。对电极在其中扮演着至关重要的角色,它的催化活性大小直接影响光电转化效率和电池的光伏行为。常规DSC电池采用贵金属铂作为对电极。因此,低成本、高效率的对电极材料是第三代太阳能电池研究领域内的热点和难点之一。高比表面、高导电性、化学稳定、低成本是DSC电池实用化对电极材料的要求。研究成果表明,石墨烯具有较高的导电性,因其物理化学性质的可调,受到广泛关注。
在本研究中,研究人员巧妙地通过带有正电性的邻苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯与带负电性的氧化石墨烯进行链接,首次实现了利用层层自组装技术制备太阳能电池对电极。随后电还原实现氧化石墨烯到石墨烯的转变。该研究报道了在低沸点有机电解液和离子液体体系中,基于石墨烯对电极的DSC电池达到9.5%和7.6%世界纪录的光电转换效率,并首次报道了基于石墨烯对电极电池的稳定性研究。
此项研究工作得到了国家“973计划”项目、国家自然科学基金项目、教育部新世纪优秀人才计划等项目的支持。
3月5日,《科学报告》刊发我校学者在热自旋电子学和新型热电自旋器件的最新研究发现。此篇题为“石墨烯纳米带异质结的自旋Seebeck效应和庞磁阻效应”的论文,由物理学院姚凯伦教授带领的凝聚态物理科研团队完成。
该科研团队以石墨烯材料为基础,设计并研究了一种同时具有自旋Seebeck效应和热庞磁电阻效应的热自旋电子学器件。研究人员通过密度泛函理论与非平衡态量子格林函数相结合的理论方法,发现在磁场中,通过控制器件两端的温度差,不需要任何外加电场,能够产生方向完全相反的自旋流,且具有较高的自旋极化率,呈现了优异的自旋Seebeck效应。
该论文首次指出,石墨烯异质结纳米带同时具有明显的自旋Seebeck效应和庞磁阻效应。研究成果对石墨烯作为今后热电能源的探索,以及通过石墨烯制备新型自旋阀器件,并推动热自旋电子学这一新型学科的发展,都具有意义。
博士生倪昀,教师傅华华和高国营主要参与了该工作,博士生朱思聪和王淑玲参与了部分工作。