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献礼120周年,南京大学不到半年,第5篇Nature、Science正刊!​

来源:高分子科学前沿|

发表时间:2022-05-13

点击:4994

2022年是南京大学的120周年,在不到半年的时间里,以南京大学为通讯单位就已经发表了4篇《Nature》,1篇《Science》! 让我们来一探究竟。


Part1: 谭海仁教授2022年5月13日最新《Science》


“双碳”目标是我国作出的重大战略决策,发展清洁低成本的太阳能光伏发电,是实现这一战略目标的重要途径与技术保障。现有的晶硅太阳能电池已实现大规模的应用,但其光电转换效率日趋产业化极限效率;光伏发电的成本与电池效率密切关联,效率每提升1%绝对值,发电成本可降低7%。因此,发展更高效率的新型光伏技术,突破传统晶硅电池的极限效率,进一步降低光伏发电成本,就成为实现“双碳”目标的关键研究课题。构建叠层电池是大幅提升电池效率的最有效途径,双结叠层电池的理论效率可达45%,远高于单结电池的S-Q极限效率33%;传统的III-V族半导体叠层电池虽已经实现较高效率,但制备工艺复杂且成本昂贵。通过串联宽/窄带隙钙钛矿子电池构筑的钙钛矿/钙钛矿(或称“全钙钛矿”)叠层电池兼备高效率和低成本的突出优点,是下一代高效率低成本的重要光伏技术。然而将全钙钛矿串联太阳能电池制造为模块而不是单结配置的挑战包括:生长高质量的宽带隙钙钛矿和减轻由互连触点处的卤化物和金属相互扩散引起的不可逆降解。


在该领域,来自南京大学的谭海仁教授课题组和哈佛大学的Henry J. Snaith教授使用可扩展的制造技术展示了高效的全钙钛矿串联太阳能模块。通过系统地调整不含甲基铵的 1.8 电子伏特混合卤化物钙钛矿的铯比例,作者提高了大面积刀片涂层薄膜的结晶均匀性。在互连的子电池之间引入了导电保形“扩散屏障”,以提高全钙钛矿串联太阳能电池组件的功率转换效率(PCE)和稳定性。该串联模块实现了 21.7% 的认证 PCE,孔径面积为 20 平方厘米,并且在模拟 1 日照度下连续运行 500 小时后保持其初始效率的 75%。相关研究成果以题为“Scalable processing for realizing 21.7%-efficient all-perovskite tandem solar modules”发表在最新一期《Science》上。南京大学为第一通讯单位



Part2: 谭海仁教授2022年1月17日的《Nature》


实际上,早在2022年年初,谭教授课题组就发表了南京大学2022年首篇《Nature》经国际权威机构JET第三方认证,谭海仁课题组研制的全钙钛矿叠层电池稳态光电转换效率高达26.4%,在国际上首次超越单结钙钛矿电池的最高认证效率25.7%在环境条件下单日照度下,在最大功率点运行600小时后,封装的串联设备保持>90%的初始性能



【作者简介】



谭海仁,南京大学现代工程与应用科学学院教授、博士生导师,入选中组部“海外高层次人才引进计划”、江苏省“双创人才”及“双创团队”领军人才,国家重点研发计划课题负责人。2008、2011和2015年先后从中南大学、中科院半导体研究所、荷兰代尔夫特理工大学获得本科、硕士和博士学位;2015-2018年加拿大多伦多大学博士后。长期从事新型光伏材料与器件的研究工作,包括钙钛矿太阳能电池、硅基太阳能电池及新型高效低成本叠层太阳能电池,实现了全钙钛矿叠层太阳能电池、平面型钙钛矿太阳能电池、非晶硅/微晶硅叠层太阳能电池光电转换效率的世界记录,钙钛矿叠层电池的世界纪录3次被业界权威的“Solar cell efficiency tables”收录。在Nature,Science, Nature Energy, Nat. Comm., Adv. Mater.等学术期刊发表论文80余篇,引用9000 余次;入选科睿唯安2021年度全球“高被引科学家”(Highly Cited Researchers)。


Part3: 2022年5月7日背靠背两篇《Nature》


就在一个星期前《Nature》期刊以背靠背形式刊登了南京大学电子科学与工程学院王欣然教授和其合作者团队、王肖沐教授和其合作者团队在新型二维材料领域的最新研究成果,相关论文题为 “Uniform nucleation and epitaxy of bilayer molybdenum disulfide on sapphire” 和 “Observation of chiral and slow plasmons in twisted bilayer graphene” 为题,分别揭示了通过边缘成核和外延在蓝宝石衬底上形成均匀的双层高度定向可扩展的MoS2 薄膜,以及对具有高度有序莫尔超晶格的宏观 tBLG 中两种新的等离子体模式的直接观察,为新电磁动力学提供了结构和机理方面的新见解。第一篇王欣然教授、Li TaoTao为共同通讯作者,课题组Lei Liu, Taotao Li, Liang Ma, Weisheng Li, Si Gao, Wenjie Sun, Ruikang Dong等7位研究人员为共同第一作者;第二篇施毅教授、王肖沐教授为共同通讯作者,Tianye Huang和Xuecou Tu为共同第一作者。两篇论文的第一作者和通讯作者单位均为南京大学



Part4:2022年3月2号的《Nature》


南京大学的吴迪&聂越峰以及加州大学欧文分校的潘晓晴等研究者报道了,在将钙钛矿氧化物铁电/介电自支撑双层结构与硅基片进行集成,获得了 高密度的铁电拓扑纳米畴(~200 Gbit/inch2),并实现其阻态在外电场下的可逆调控高密度、可擦写铁电拓扑纳米畴与硅基片的成功集成展示了新奇氧化物极性拓扑结构在新型高密度非易失性存储器中的广阔应用前景。相关论文以题为“High-density switchable skyrmion-like polar nanodomains integrated on silicon”于2022年03月02日发表在Nature上。



封面图源自于图虫创意


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