1. Chem. Soc. Rev.: 協同添加劑介導的化學氣相沉積生長及二維材料的化學改性
二維材料是近年來引起各學科廣泛關注的熱門課題之一。二維材料為納米尺度和分子水平的基礎科學和技術探索提供了廣闊的平臺，并展示了未來先進納米光子學和電子學的各種潛在應用。化學氣相沉積（CVD）技術在制備高質量、性能優異的光電二維材料方面顯示出廣闊的前景。然而，化學氣相沉積由于其前驅體的低蒸氣壓，很難制備出大面積、均勻性好的連續單晶二維材料。在此之前研究人員已觀察到在溫和條件下向CVD工藝中添加選定的協同添加劑可形成均勻的大面積和高度結晶的單層二維材料。此外，用協同添加劑對基于二維材料的器件進行化學改性可以獲得比以前報道的更好的性能。
在本文中，新南威爾士大學的Lain-Jong Li、華中科技大學的TianyouZhai以及新加坡國立大學的Andrew T. S. Wee等比較了幾種典型的協同添加劑介導的二維材料化學氣相沉積生長過程及其優越的性能，為這一新興的研究領域的未來提供了一些展望和挑戰。
JizhouJiang, Lain-Jong Li, Tianyou Zhai, Andrew T. S. Wee et al, Synergisticadditive-mediated CVD growth and chemical modification of 2D materials,Chem. Soc. Rev., 2019
DOI:10.1039/C9CS00348G
https://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2019/CS/C9CS00348G#!divAbstract
2. JACS: 在晶體中引導硼-磷鍵：0D的P=B=P單體氧化聚合以形成1D鏈
在報道了最后一種無機三元B-P化合物的20多年后，科研人員合成了含有一維B-P聚陰離子鏈的新化合物Na2BP2。硼和磷直接反應所需的高溫合成方法表明不可能形成亞穩相或低溫相。
愛荷華州立大學Kirill Kovnir團隊將Na3BP2前體中的0D [BP2]3-陰離子單體通過氧化消除成功地縮合成獨特的1D [BP2]2-鏈，該鏈由B2P3環組成，通過在Na3BP2晶體結構中橋接P原子連接。通過原位XRD研究揭示了氧化消除反應產物的亞穩態性質。研究者預測Na3BP2是電子平衡半導體，通過UV-vis光譜證實確定的帶隙為1.1eV。
KatherineE. WooJian, WangJustin, MarkKirill Kovnir, Directing boron-phosphorus bonds incrystalline solid: oxidative polymerization of P=B=P monomers into 1D chains,J. Am. Chem. Soc.2019
DOI:10.1021/jacs.9b06803
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.9b06803
3. JACS: 在陰離子層間插入陰離子：不尋常的S-Se離子鍵和空穴摻雜誘導的超導性
相反電荷離子的配對是化學的核心原理。即使插入陰離子的能力對于許多應用來說是理想的，但對于最外層是陰離子的許多主體材料而言仍然是個挑戰。中國科學院物理研究所Xiaolong Chen和Shifeng Jin團隊通過水熱離子交換合成，在FeSe的Se層間嵌入氧化S和Se陰離子，從而形成了一種新化合物(Se/S)x(NH3)yFe2Se2單晶。
其中，插入的S（或Se）和Se層之間不尋常的陰離子-陰離子鍵合表現出強的離子特性。通過Se層向S（或Se）插層劑的電荷轉移通過Fe離子升高的氧化價態和插層化合物中的主要空穴載流子得到證實。通過嵌入S，使得在空穴摻雜的鐵硫屬元素化物中出現了超導性。層狀FeS和NiSe進一步證明了這種化學方法的普遍性。
RuijinSun, Shifeng Jin, Lin Gu, Qinghua Zhang, Qingzhen Huang, Tianping Ying, YiranPeng, Jun Deng, Zhiping Yin, Xiaolong Chen, Intercalating Anions in-betweenTerminated Anion Layers: Unusual Ionic S-Se Bonds and Hole-doping InducedSuperconductivity in S0.24(NH3)0.26Fe2Se2,J. Am. Chem. Soc.2019
DOI:10.1021/jacs.9b05899
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.9b05899
4. JACS: 2D乙酸基輕質鑭系元素氟化物的形態、結構、生長機理和穩定性
發現新穎的2D材料具有根本重要性，但仍具有挑戰性。天津工業大學Yuzhong Zhang、Bowen Cheng和北京大學Jing Ju團隊設計了一種簡單易用自下而上的方法，在室溫下制造一系列新的乙酸鹽基鑭系氟化物納米材料（F-Ln，Ln = La，Ce，Pr，Nd）。
表征技術證實合成后的F-Ln表現出超薄形態，厚度為1.45 nm，橫向尺寸高達數百納米。微觀結構分析表明F-Ln是一系列富含缺陷的2D納米材料，其由具有亞10 nm域的納米晶體組成。F-Ce的結構表征表明由乙酸根陰離子插入在層間的BN樣F-Ce單原子層沿[001]方向交替堆疊以形成F-Ce納米晶體構建塊。生長機理研究表明，F-Ce的形成涉及三個步驟：乙酸鈰（III）的水解反應，氟離子誘導的結構轉變和乙酸根陰離子引導的組裝過程。所制備的納米片在空氣、熱、溶劑和高能電子束等環境刺激方面表現出優異的穩定性。
LeitaoZhang, Weimin Kang, Qiang Ma, Yingfang Xie, Yunling Jia, Nanping Deng, YuzhongZhang, Jing Ju, Bowen Cheng, Two-Dimensional Acetate-Based Light LanthanideFluoride Nanomaterials (F-Ln, Ln=La, Ce, Pr and Nd): Morphology, Structure,Growth Mechanism and Stability, J. Am. Chem. Soc.2019
DOI:10.1021/jacs.9b05355
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.9b05355
5. JACS: 表面化學介導的非均勻異質成核動力學的納米尺度映射
成核是許多液相合成和天然材料形成的基礎，其在材料化學、地球化學、生物物理學和結構生物學中有著廣泛的應用。大多數液相成核過程由于發生在固液界面的特定成核部位因而其成核是不均勻的。然而，這些成核位點的化學和形貌特征以及成核動力學在不同部位的變化仍然無法得知。
在本文中，馬里蘭大學的Taylor J. Woehl等利用原位液胞電子顯微鏡揭示了宏觀均勻固液界面上異質成核動力學中的納米尺度非均勻性。銀納米粒子在水-氮化硅界面成核的時間分辨原位電子顯微鏡成像顯示，銀納米粒子在界面上的成核事件明顯是隨機的。然而，局部成核動力學的納米圖表明納米姐界面上的成核有快有慢。有趣的是，界面域在高過飽和比下消失讓位給快速的空間均勻成核動力學。
原子力顯微鏡和納米顆粒標記實驗發現該界面形貌平坦但化學組分不均勻，其功能組的納米級界面域的大小與納米成核圖中觀察到的相似。這些結果以及半定量成核模型表明，化學上不均勻的界面對異質成核具有不同的自由能勢壘，這是觀察異質成核動力學的基礎。總的來說，該項研究結果介紹了一種新的成像方式—納米成核映射，并對非均勻異質成核動力學提供了全新的見解。
MeiWang, Taylor J. Woehl et al, Nanoscale Mapping of NonuniformHeterogeneous Nucleation Kinetics Mediated by Surface Chemistry, JACS, 2019
DOI: 10.1021/jacs.9b05225
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b05225
6. AM：21％效率！咪唑乙酸鹽酸鹽助力鈣鈦礦太陽能電池
適當的化學連接體誘導的異質結界面處的化學相互作用對于高效率、無滯后和穩定的鈣鈦礦太陽能電池（PSC）是至關重要的。Nam‐Gyu Park團隊通過4-咪唑乙酸鹽酸鹽（ImAcHCl）進行有效界面工程，其可以通過與SnO2的酯鍵通過酯化反應和通過咪唑鎓陽離子與鈣鈦礦的靜電相互作用在SnO2和鈣鈦礦之間提供化學橋接。鈣鈦礦中的ImAcHCl和碘陰離子。
此外，ImAcHCl中的氯陰離子在提高鈣鈦礦薄膜結晶度的結晶度方面起作用。將ImAcHCl引入SnO2可重新調整導帶和價帶的位置，減少非輻射復合，并改善載流子壽命。因此，效率分別在表面改性前后從18.60％±0.50％增加到20.22％±0.34％，這主要是由于1.084±0.012V至1.143±0.009 V的增強電壓所致。通過0.1 mg mL-1 ImAcHCl處理可獲得21％的最佳效率。此外，使用ImAcHCl改性SnO2的未封裝器件顯示出更好的熱穩定性和水分穩定性。
MultifunctionalChemical Linker Imidazoleacetic Acid Hydrochloride for 21% Efficient and Stable Planar Perovskite Solar Cells, Adv. Mater., 2019.
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201902902
7. AM綜述：石墨烯纖維的期望、進展和展望
石墨烯纖維（GF），是由石墨烯及其衍生物的單個單元而制成的宏觀組裝的纖維材料。除了傳統的碳纖維，由可調節尺寸和規則取向組成的石墨烯纖維有望在智能電子纖維設備和紡織品中產生極端的機械和運輸性能，以及其他多種功能。近日，浙江大學的高超研究組通過本篇綜述，對石墨烯纖維的制備、形貌、結構性能相關性、柔性和可穿戴電子器件等四個方面進行了介紹。
本篇綜述介紹了采用不同方法從石墨制備石墨烯纖維的原理，實驗和關鍵技術，并重點介紹了工業上可行的主流策略——濕法紡絲法。然后，還介紹了機械和傳輸特性與結構之間的基本關系，包括高性能的高度壓縮結構和多功能的分層結構。基于結構性能公式的石墨烯纖維的發展促進了其功能應用，特別是在電子設備應用中。最后，全文還討論了石墨烯纖維的可能推廣方法和結構功能集成應用。
BoFang, Dan Chang, Zhen Xu*, Chao Gao*, A Review on Graphene Fibers: Expectations, Advances, andProspects. Adv. Mater. 2019
DOI: 10.1002/adma.201902664
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201902664
8. AM: 半透明鈣鈦礦太陽能電池：從材料和器件到應用
半透明太陽能電池（ST-SC）因其在許多領域的廣泛應用而備受關注，例如建筑集成光伏（BIPV），串聯設備和可穿戴電子設備。在過去十年中，鈣鈦礦太陽能電池（PSC）以其高效率和簡便的制備工藝徹底改變了光伏（PV）領域。同時， 由于其大的吸收系數和帶隙可調性，鈣鈦礦為ST-SC提供了新的機會。近日，南開大學Jingshan Luo、Xiaodan Zhang概述了ST-PSC的最新進展以及ST-PSC未來發展的觀點。
Shi, B. Luo, J. Zhang, X. etal. Semitransparent Perovskite Solar Cells: From Materials and Devices toApplications. AM 2019.
DOI: 10.1002/adma.201806474
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adma.201806474
9. AM: 自下而上的界面和體缺陷鈍化！高效平面鈣鈦礦太陽能電池
最近的鈣鈦礦太陽能電池（PSC）的進步已經采取了降低界面能量不匹配的策略以減輕能量損失，以及最小化界面和體積缺陷和離子空位以最大化電荷轉移。電子科技大學Junsheng Yu, 寧波材料所葛子義,美國西北大學Wei Huang, Tobin J. Marks和Antonio Facchetti等人報道了非共軛多重兩性離子小分子電解質（NSEs），其不僅可以作為PSC的無電荷收集的電荷提取層，還可以通過自發的方式鈍化鈣鈦礦體/界面上的帶電缺陷，進行自下而上的鈍化效應。
實現這些協同特性可提供基于NSE的平面PSC，其具有21.18％的效率，最大VOC = 1.19 V，并具有增強的環境，熱和光穩定性。這項工作表明，使用NSE改性劑的自下而上，同時界面和體積陷阱鈍化是一種有前途的策略。
Simultaneous Bottom‐UpInterfacial and Bulk Defect Passivation in Highly Efficient Planar PerovskiteSolar Cells using Nonconjugated Small‐Molecule Electrolytes, Adv. Mater. 2019
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201903239
10. AM：室溫下，重結晶CsPbBr3薄膜的發光行為
到目前為止，CsPbX3的薄膜通常在低溫下具有非常低的光致發光量子產率（PLQY<20％）和放大的自發發射（ASE），這是由于缺陷相關的非輻射復合在室溫（RT）中占主導地位。目前認為，對于在室溫下CsPbX3的有效光發射、電荷載流子/激子需要被限制在納米尺度上。
德國伍珀塔爾大學Thomas Riedl課題組提出了CsPbBr3薄膜，其顯示出高的PLQY為68％，并且在室溫下具有低閾值ASE。CsPbBr3薄膜通過熱壓印重結晶，使得薄膜更致密連續，由橫向延伸的微米級大晶粒組成。并設計第一個CsPbBr3薄膜分布反饋和垂直腔表面發射激光器，其在室溫下具有超低閾值。
Room‐Temperature StimulatedEmission and Lasing in Recrystallized Cesium Lead Bromide Perovskite Thin Films, Adv. Mater., 2019.
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201903717
11. Nano Lett.: 有機-無機鹵化物鈣鈦礦的晶界愈合對水分穩定性的影響
盡管基于有機 - 無機鹵化物鈣鈦礦（OIHP）的光伏電池具有高光轉換效率（PCE），但它們的低濕度穩定性阻礙了商業化。研究發現解決OIHP的晶界（GB）是主要的濕度滲透通道。近日，延世大學Jong Hyeok Park通過壓力誘導結晶OIHP薄膜的控制模具幾何形狀實現一個GB愈合技術，以獲得高的水分穩定性。
當在30℃下暴露于85％RH時，由于OIHP晶粒尺寸增大和低角度GBs，通過壓力誘導結晶制備的OIHP薄膜具有增強的水分穩定性。結晶學和光學性質表明在水分穩定性方面對OIHP薄膜施加壓力的效果。具有壓力誘導結晶的光伏器件表現出顯著穩定的性能，并且在40％RH和30℃下200小時后持續超過0.9標準化PCE。
Chun, D. H. Park, J. H. et al. Grain Boundary Healing ofOrganic-Inorganic Halide Perovskites for Moisture Stability. Nano Lett. 2019.
DOI: 10.1021/acs.nanolett.9b02721
https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acs.nanolett.9b02721?rand=nki0i8qj
12. ACS Catal.：雙堿性離子化學嵌入析氧橄欖石電催化劑
析氧反應（OER）是可再生原料可持續合成燃料的重要反應。近年來，用于鋰離子電池的陰極材料已成功用于OER電催化劑，其中之一就是具有橄欖石結晶相的鋰化過渡金屬磷酸鹽。LiMPO4(M= Ni，Fe，Co)橄欖石材料顯示出OER的潛在合適的過電位，其可通過脫鋰進一步增強析氧反應性能。
近日，Bar-Ilan 大學David Zitoun的研究組報道了橄欖石相的合成，其中Li和Na都是堿性離子。堿性離子的組合可以使橄欖石結構穩定，具有的低堿性離子含量，可以有助于達到低OER過電位。同時還證明了雙堿性離子方法用于單一過渡金屬(Co)以及Co-Fe-Ni的不同組合以形成化學式Li(Na)Co(Fe，Ni)PO4的橄欖石固溶體。這種橄欖石材料也揭示了他們的OER活性的趨勢，當Li0.6Na0.2Ni0.7Fe0.1PO4固溶體在10 mA cm-2下顯示出與RHE相比低至0.28 V的過電位，具有低至30 mV dec-1的Tafel斜率，穩定性測試超過20小時。
YelenaGershinsky, Melina Zysler, Victor Shokhen, Yakov Stone, David Zitoun*，Dual Alkaline Ion Route to Chemical De-insertionin Oxygen Evolution Olivine Electrocatalysts. ACS Catal. 2019
DOI:10.1021/acscatal.9b02532
https://pubs-acs-org.uchile.idm.oclc.org/doi/10.1021/acscatal.9b02532
