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华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室工作简报2016年第4期(总第32期)

时间:2016-09-02 15:00      发布人:何秋云      阅读:503

华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室工作简报2016年第4期(总第32期)发光材料与器件国家重点实验室工作简报(32)

摘要:

曹镛院士团队成果作为广州创新案例登上《自然》杂志

5月12日出版的国际权威科学杂志《自然》,以3个整页的篇幅刊登了新华社特稿《聚焦广州:从贸易枢纽到创新热土》(Spotlight on Guangzhou: trade hub to innovation hotbed)。文章以广州为例介绍了中国在“十三五”期间创新驱动发展战略的新举措,《自然》杂志网站同步刊发了这一报道。文章介绍了华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室在新型显示技术上取得的成果,部分相关内容中文翻译如下:

华南理工大学在新型显示技术上有强大研发基础,大学里的一名教授曹镛就处于这一领域的工作前沿。

2010年,华南理工大学和创维一起创立了广州新视界光电科技有限公司,用于将华南理工大学在有机发光二极管上的基础研究商业化。这种技术用于在有屏幕的设备上进行数字显示。

在2011年,公司研发出了中国的第一块全彩色AMOLED显示屏,这种屏幕因其薄和更出色的显示能力而出名。自那以后,它也制造了一个透明AMOLED显示屏,以及中国第一块彩色柔性AMOLED显示屏。

曹镛在大学的团队负责基础研究,研发更多自主科技。而在新视界的队伍则在应用研究上满足产业界需求,两者相互补充。

发光材料与器件国家重点实验室一团队荣获科技部重点领域创新团队

5月16日,科技部发布了《科技部关于公布2015年创新人才推进计划入选名单的通知》(国科发政〔2016〕152号),华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室杨中民教授牵头申报的有源玻璃光纤与器件创新团队入选科技部重点领域创新团队,成为本年度广东省唯一入选的创新团队,也实现了华南理工在国家高层次重点领域创新团队上零的突破。

“有源玻璃光纤与器件创新团队”按照包括发光机理、有源光纤、光纤器件、器件应用的全链条研究思路,开展高效发光玻璃的组成设计与结构调控、有源玻璃光纤的制备与性能优化、光纤器件的研发与应用及产业化等研究工作。通过团队发明的多组分玻璃光纤预制棒的制作与拉丝技术,拉制出的玻璃光纤具有目前国际上已获报道的最高增益系数和光通信波段最宽发光带宽。同时,团队还开发出1.0μm和1.5μm波段两类目前最高功率的单频光纤激光种子源。

目前,团队通过人才培养和引进,形成了多学科交叉、实力强劲的研究队伍。团队成员近五年发表SCI收录论文595篇,SCI他引2935次,先后获得国家技术发明奖二等奖2项及省部级奖励10项。团队获2012年广东省自然科学基金研究团队、2013年教育部创新团队及2014年广东省“千百十工程”优秀团队。现入选科技部2015年重点领域创新团队,成为华南理工首个科技部创新团队。

据悉,科技部重点领域创新团队项目重点资助符合国家、行业重点发展方向和长远需求,具有承担国家重大科研课题、重点工程和重大建设项目经历,创新业绩突出,具有较好的发展前景,组织结构合理并具有明确创新目标和科研规划的科研团队。2015年科技部共批准了50个重点领域创新团队。

广东省政协主席王荣参观访问发光材料与器件国家重点实验室

5月4日下午,广东省政协主席王荣率省政协调研组来访华南理工大学,在学校党委杜小明书记、中国科学院院士曹镛的陪同下参观了学校发光材料与器件国家重点实验室,了解了学校和实验室在本科教育、学科建设、产学研合作和成果转化等方面的情况。王荣对实验室从材料到器件原始创新开发出来的彩色柔性显示屏很感兴趣,详细询问了性能指标、对传统同类产品的优势和产业化前景。王荣对实验室取得的成果给予充分肯定。

广东省政协副主席陈蔚文、温思美以及相关政府部门工作人员,学校副校长朱敏、章熙春,党委常委陶韶菁以及国重室马於光教授、彭俊彪教授等参加了活动。

彭俊彪教授入选教育部科学技术委员会学部委员

近日,教育部科学技术委员会公布了第七届教育部科学技术委员会学部及其组成人员名单,彭俊彪教授任材料学部委员。

据悉,教育部科学技术委员会是教育部指导高等学校科学技术工作的高级咨询机构,是国家和教育部的思想库和智囊团,为高等学校、科研机构和社会的科技工作提供服务。第七届科学技术委员会学部委员共381名,内设数理学部、化学化工学部、地学与资源学部、生物与医学学部、农林学部、环境与土木水利学部、材料学部、信息学部、先进制造学部、能源与交通学部、管理学部、国际合作学部和国防科技学部等13个学部。

黄飞教授荣获“广东青年五四奖章”

5月3日,经共青团广东省委员会、广东省青年联合会决定,第十八届“广东青年五四奖章”获奖个人及集体名单出炉。华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室副主任黄飞教授荣获“广东青年五四奖章”。

获奖人简介:黄飞,男,1979年11月,博士,华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室副主任。2000年从北京大学保研至华南理工大学,2005年博士毕业后进入美国华盛顿大学材料系进行博士后研究,2009年回到华南理工大学工作,任教授、博导,现任发光材料与器件国家重点实验室副主任。主要从事聚合物印刷电子学研究,发表SCI论文170余篇,被SCI他人引用超过4800次,其中影响因子大于10.0的论文超过30篇,17篇论文被ESI高被引论文收录;申请30项中国专利(11项已授权),申请4项PCT国际发明专利和2项美国专利(1项已授权);2011年获国家杰出青年科学基金资助,2012年入选首批科技部中青年科技创新领军人才(万人计划),2013年作为首席科学家获批国家科技部973项目。先后获得国家自然科学二等奖、美国化学会Arthur K. Doolittle Award、广东省科学技术奖一等奖、教育部高等学校科学研究优秀成果一等奖,2015年获首届教育部青年科学奖(全国仅8人)。培养的研究生获中国青少年科技奖,教育部学术新人奖等。

发光材料与器件国家重点实验室主要研究进展介绍

1.水溶液加工光电导阴极界面及在厚膜聚合物太阳电池中的应用(解增旗教授研究组)

氧化锌(ZnO)是目前在倒置聚合物太阳电池中广泛应用的阴极界面材料,具有成本低、易合成、无毒性、稳定、可溶液加工等优点。发展水溶液加工的ZnO对未来聚合物太阳电池的规模化生产具有重要意义。但是,通常水溶液加工的ZnO薄膜中具有大量的缺陷结构,是电子陷阱,所以电子迁移率与导电率低;如何解决水溶液加工ZnO薄膜中的缺陷问题,成为获得高性能ZnO阴极界面材料的关键。

近期,解增旗教授研究组在前期工作的基础上发展了基于ZnO的水溶液加工光电导阴极界面(ZnO:PBI-Py),利用光照下染料分子PBI-Py向ZnO的电子转移填充ZnO中的缺陷结构,有效提高ZnO的电子迁移率与电导率,获得了高光电导性能的阴极界面材料。由于这种界面材料在光照下(太阳电池工作条件下)具有高的电导率,界面层厚度对器件性能影响很小。他们与重点实验室陈军武教授研究组合作,使用该课题组近期发展的高空穴迁移率聚合物(FBT-Th4(1,4):PC71BM)作为给体材料,制备了界面层厚度和活性层厚度分别为100nm和300nm的聚合物太阳电池器件,其光电转换效率超过10%。该研究结果已经被Advanced Materials 正式接受发表。

2.适合于印刷制备钙钛矿太阳电池的新型电子传输界面材料(叶轩立教授、黄飞教授研究组

目前在平面异质结结构的钙钛矿太阳电池中主要采用氧化钛及富勒烯衍生物PCBM([6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester)等作为钙钛矿太阳电池的电子传输层材料。但氧化钛材料多数需要高温加工,少数低温加工的氧化钛薄膜又存在大量的缺陷阻挡载流子传输,而富勒烯衍生物合成工艺复杂、价格昂贵,均不符合大面积工业化印刷生产的要求。

叶轩立教授、黄飞教授研究组将萘并酰亚胺单体与侧链含胺基的芴单体聚合,设计合成了一种可取代通常所用PCBM作为电子传输层的新型N型共轭聚合物材料,并将其应用于钙钛矿太阳电池中,获得了16.7%的光电转换效率。这一电子传输材料具有良好的界面修饰性能和较高的电子迁移率,且此聚合物侧链所含的胺基对钙钛矿表面缺陷具有明显钝化作用,能够与未配位的铅离子形成化学键相互作用,从而导致器件中载流子复合减少,有利于电子的抽取,最终器件各参数相比于以PCBM为电子传输层的器件均有明显提高。同时,应用此聚合物材料的器件性能对电子传输层厚度的依赖性较低,当其厚度增加至200纳米时,器件效率仍可保持在14%以上,这对于将来实现卷对卷的大面积工艺生产非常有利。相关结果发表在Adv. Energy Mater. 2015, 1501534。

3.应用于高开路电压、高效率平面倒置钙钛矿电池的新型空穴选择层的设计和开发(叶轩立教授研究组)

平面倒装钙钛矿电池可以采用低温全溶液加工方法,这一点不仅可以使得生产能耗大幅降低,还能实现大面积生产,还可制备柔性器件,质量轻便,可满足不同的需要。然而,平面倒装钙钛矿电池器件中PEDOT:PSS与钙钛矿之间并非最优化界面接触,PEDOT:PSS最高已占轨道能级(-5.1 eV)与钙钛矿价带能级(-5.4 eV)不匹配,而且PEDOT:PSS电子阻挡能力差,这也一定程度上导致平面倒装钙钛矿电池开路电压低于介孔钙钛矿电池,从而降低平面倒装钙钛矿电池光电转换效率。

为了克服现有技术中PEDOT:PSS与钙钛矿之间非理想界面接触的缺点与不足,提高平面倒装钙钛矿电池开路电压和光电转换效率,近期,叶轩立教授研究组与杨伟教授研究组合作设计合成了新型的深能级共轭聚合物作为空穴选择层,高LUMO能级提高电子阻挡能力,低HOMO能级与钙钛矿价带能级更加匹配,减少电压损耗, 在CH3NH3PbIxCl3-x器件中,开路电压从0.98 V提高到1.07 V,能量转换效率从14.2 %提高到16.6 %,而在宽带隙CH3NH3Pb(I0.3Br0.7)xCl3-x器件中,开路电压从1.12 V提高到1.34 V,能量转换效率从8.5 %提高到10.3 %。相关研究结果发表在Advanced Energy Materials [2016, 6, 1502021]。

5月份境内外学者来国重室访问交流情况

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