贵大谢远鹏教授、谢海波教授 AFM综述：天然材料制备可持续有机太阳能电池的现状与挑战
贵大谢远鹏教授、谢海波教授 AFM综述：天然材料制备可持续有机太阳能电池的现状与挑战
Chem-MSE
聚集海内外化学化工、材料科学与工程、生物医学工程领域最新科学前沿动态，与相关机构共同合作，发布实用科研成果，结合政策、资本、商业模式、市场和需求、价值评估等诸要素，构建其科技产业化协同创新平台，服务国家管理机构、科研工作者、企业决策层。
点击蓝字关注我们
有机光伏的能量转换效率已超过 19% ，达到其商业应用的门槛。除了追求高效率以外，其商业化应用还需考虑材料成本等问题。然而，有机光伏中使用的有机材料通常是石油基合成材料，存在成本高且不可再生等缺点。天然材料具有成本低、可降解和可再生等显著优势。因此，最近几年采用天然材料来制备低成本、可持续有机光伏吸引了广泛的关注。
近日，贵州大学材料与冶金学院谢远鹏特聘教授、谢海波教授等在国际顶级期刊《 Advanced Functional Materials 》发表了题为“ Natural Materials for Sustainable Organic Solar Cells: Status and Challenge ”的综述文章 (DOI ： 10.1002/adfm.202213910) 。该文综述了基于天然材料的绿色有机太阳能电池的研究进展（如 图 1 ），总结了其面临的挑战以及潜在的解决方法。首先，作者着重介绍了纤维素等天然纤维作为柔性有机光伏的基底材料的构筑方法。通过控制纤维素晶体尺寸，可有效调节基底材料的透光性、表面粗糙度以及力学强度等物理性能，并进一步影响柔性器件的性能。其次，介绍了纤维素、壳聚糖、多肽、葡萄糖和氨基酸等天然阴极界面和阳极界面材料制备高效率有机光伏器件的研究现状，总结了其工作机制。最后，作者提出了基于天然材料有机光伏面临的挑战和未来发展方向，包括通过复合改性 / 化学结构改性构筑半晶结构纤维素基底材料，选用共轭结构的天然材料作阴极 / 阳极界面材料，通过化学改性增强天然材料的 P- 型和 N- 型导电能力等。
图 2 普通纸张作柔性有机太阳能电池的基底
图 3 纤维素纳米纤维张作柔性有机太阳能电池的基底
图 4 纤维素纳米晶作柔性有机太阳能电池的基底
图 5 蚕丝蛋白 / 角蛋白作柔性有机太阳能电池的基底
图 6 纤维素、壳聚糖、葡萄糖、多肽和氨基酸等作有机太阳能电池的阴极界面材料
作者简介
向上滑动阅览
谢远鹏， 1992 年生，博士，贵州大学材料与冶金学院特聘教授，硕士生导师。 2021 年博士毕业于北京航空航天大学化学学院，研究方向高效率有机光伏器件。目前以通讯作者 / 第一作者身份在 Advanced Materials, Advanced Functional Materials, ACS Energy Letters, Science China Chemistry 等著名期刊上发表论文 9 篇，合作论文 13 篇。
黄俊，男， 1993 年生，贵州大学材料与冶金学院特聘教授，硕士生导师。博士毕业于南昌大学化学学院，师从国家杰青、俄罗斯自然科学院外籍院士陈义旺教授。目前在 ACS Nano, Adv. Funct. Mater., Adv. Sci., Chem. Eng. J., Carbon, Sci. China Mater. 等权威期刊发表 SCI 论文 27 篇，其中以第一作者发表 SCI 论文 8 篇（ 7 篇 IF>10 ， 1 篇 ESI 高被引论文， 1 篇热点论文），共计被引用 1000 余次， H 因子 19 ，申请 10 余项国家发明专利，在高能量密度宽电压水系超级电容器及其成果应用方面取得一系列进展。
谢海波教授， 贵州省百层次创新型人才 , 贵州省生物基高分子新材料科技创新人才团队负责人 , 中国化学会纤维素专业委员会委员。 在 Green Chem., Biomacromolecules 等杂志共发表 SCI 论文 80 余篇，累计他引 3100 余次。 获教育部高校“双带头人”教师党支部书记工作室、 2021 年贵州省五一劳动奖章、中国林学会“梁希”青年论文三等奖； 中国化工学会“离子液体与绿色过程”青年创新奖； 辽宁省自然科学二等奖，大连市技术发明一等奖； 爱尔兰都柏林城市大学职业启动奖。 合作主编英文学术专著 1 部，参与撰写中英文专著 7 部； 近 5 年申请中国专利 30 余项，其中授权专利 10 项。 在重要国际、国内学术会议上做口头报告 30 余次， 2009 年第 30 届美国环境毒理与化学年会“绿色生物炼制”分会， 2015 泛太平洋地区化学会议（ Pacifichem2015 ）木质素转化分会共同主席； 中国化学会第一届全国纤维素学术研讨会纤维素绿色转化分会主席。
原文链接
https://doi.org/10.1002/adfm.202213910
相关进展
贵大黄俊教授/谢海波教授、南昌大学陈义旺教授 AFM综述：超级电容器电极材料从实验室研究到商业化应用的合理设计
化学与材料科学原创文章。欢迎个人转发和分享，刊物或媒体如需转载，请联系邮箱：chem@chemshow.cn
扫二维码｜关注我们
微信号 : Chem-MSE
欢迎专家学者提供化学化工、材料科学与工程产学研方面的稿件至chem@chemshow.cn，并请注明详细联系信息。化学与材料科学®会及时选用推送。