1. Science:晶圓級二維材料的受控裂紋擴展
雖然微米級2D異質結構的薄片可以用膠帶剝離形成,但分離成單層非常耗時,2D材料上的高成核勢壘,直接控制生長層數也困難。鑒于此,研究人員報道了一種層分辨2D材料分裂技術,二維材料的單層可以從生長的5厘米直徑晶圓的多層中切割下來。多層蓋有鎳層,可用于拉出整個生長的疊層。堆疊的底部再次用鎳覆蓋,第二輪切割使單層留在底部鎳層上。該技術能夠高量生產多個單層晶圓級2D材料,單層膜可以轉移到其他表面。通過光致發光響應和電子傳導性證實了六方氮化硼h-BN,WS2,WSe2,MoS2和MoSe2單層晶片均勻性。研究人員還制備了具有單原子厚度分辨率的晶圓級范德瓦爾斯異質結構,包括具有高電荷載流子遷移率的場效應晶體管。
Shim J,Bae S, Kong W, et al. Controlled crack propagation for atomic precision handling of wafer-scale two-dimensional materials[J]. Science, 2018.
DOI:10.1126/science.aat8126
http://science.sciencemag.org/content/362/6415/665?rss=1
2. Joule:21.1%效率!倒置鈣鈦礦太陽能器件了解一下!
Yao等人采用了一種新穎的表面鈍化策略,制備出ZnO納米粒子-富勒烯核殼電子傳輸層(Fa-ZnO)。研究證明,Fa-ZnO在鈣鈦礦上易加工,提高電子傳輸層的提取效率,并抑制離子擴散/水分滲透。同時,結合致密和介孔層NiOx,組裝的倒置鈣鈦礦太陽能電池效率高達21.1%,穩定性優異。
Yao K, et al. Fullerene-Anchored Core-Shell ZnONanoparticles for Efficient and Stable Dual-Sensitized Perovskite Solar Cells[J].Joule, 2018.
DOI: 10.1016/j.joule.2018.10.018
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2542435118305099
3. Chem:Ru單原子電催化還原固氮
在環境條件下固氮是一項重大挑戰。研究人員報道了在室溫和大氣壓下Ru單原子電催化還原的固氮。與Ru納米顆粒相反,負載在N摻雜多孔碳上的單個Ru位點極大地促進了N2水溶液選擇性地電還原轉化為NH3。此外還發現添加ZrO2可顯著抑制競爭性的析氫反應。在低過電位(0.17 V)下,NH3法拉第效率達到約21%。DFT計算表明,具有氧空位的Ru位點是主要的活性中心,其允許*NNH的穩定化,*H的去穩定化和增強的N2吸附。ZrO2的負載可以進一步促進N2在高NH3合成速率和法拉第效率下的電還原。
Tao H,Choi C, Ding L, et al. Nitrogen Fixation by Ru Single-Atom Electrocatalytic Reduction[J]. Chem, 2018.
DOI: 10.1016/j.chempr.2018.10.007
https://www.cell.com/chem/fulltext/S2451-9294(18)30487-X?rss=yes
4. Angew.:具有三唑和三嗪骨架的有序介孔C3N5及其石墨烯復合物
具有C3N4的介孔碳氮化物(MCN)在催化,傳感,吸附分離和生物技術等領域得到應用。不同氮含量和化學結構的MCN的合成有望得到更廣泛的應用。研究人員通過簡單的5-氨基-1H-四唑(5-ATTZ)自組裝制備了中孔C3N5。將該納米結構與石墨烯復合,利用石墨烯-介孔二氧化硅雜化物作為模板來調節電子性質。DFT計算結合光譜分析表明,C3N5由1個三唑和2個三嗪部分組成。研究發現三唑基介孔C3N5及其石墨烯雜化物對ORR具有高活性,還具有比大塊g-C3N4更高的擴散極限電流密度和降低的過電位。
Kim I Y,Kim S, Jin X, et al. Ordered Mesoporous C?N? with a Combined Triazole and Triazine Framework andIts Graphene Hybrids[J]. Angewandte Chemie International Edition, 2018.
DOI:10.1002/anie.201811061
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201811061
5. Angew.:原位TEM直接觀察Au在TiO2表面的晶面選擇性燒結行為
為了防止負載型納米催化劑的燒結是納米催化中的一個重要問題。一種可行的方法是選擇合適的載體。然而,由于缺乏確鑿的證據,金屬載體之間的相互作用是否促進或阻止燒結尚未完全確定。本文使用原位TEM研究了金納米粒子在不同銳鈦礦型TiO表面的燒結行為。在TiO2(101)表面原位觀察到了了Au納米粒子的燒結過程,該過程符合了Ostwald熟化和粒子遷移聚集機制。與此相反,在相同條件下,沒有觀察到Au在銳鈦礦TiO2(001)表面上的燒結行為。通過密度泛函理論的計算,充分解釋了該晶面燒結機制。此工作不僅為載體在燒結過程中的重要作用提供了直接的證據,而且為耐燒結納米催化劑的設計提供了有見地的信息。
Yuan W, Zhang D, Ou Y, et al. Direct in situ TEM visualization and insightof the facet-dependent sintering behaviours of gold on TiO?[J]. AngewandteChemie International Edition, 2018.
DOI: 10.1002/anie.201811933
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201811933
6. AM:10%效率,穩定Sn基非鉛鈣鈦礦太陽能電池
錫基鈣鈦礦太陽能電池的穩定性是一項重大挑戰。Jokar等人開發出在一種全新的工藝。具體為,采用胍(GAI)、甲脒(FAI)和乙二胺二碘化物(EDAI2) 制備混合錫基鈣鈦礦太陽能電池。新鮮電池的效率為8.3%,在手套箱中儲存2000小時后,器件效率高達9.6%。
Jokar E, Chien C, Tsai C, et al. Robust Tin-BasedPerovskite Solar Cells with Hybrid Organic Cations to Attain Efficiency Approaching 10%[J]. Advanced Materials, 2018.
DOI: 10.1002/adma.201804835
https://doi.org/10.1002/adma.201804835
7. ACS Energy Lett.:20%效率,TiO2倒置結構也行!
Zhao等人在實現了富勒烯修飾TiO2電子傳輸層(ETL)的倒置鈣鈦礦太陽能電池組裝。富勒烯可以抑制TiO2 ETL中的單分子復合的離子擴散,在環境中老化16個月后,穩定的效率高達20%。值得注意的是,PVSC對TiO2厚度從50到250 nm不敏感,這極大地有助于PVSC的高再現性。
Zhao Y, etal. Thick TiO2 Based Top Electron Transport Layer on Perovskitefor Highly Efficient and Stable Solar Cells[J]. ACS Energy Letters, 2018.
DOI: 10.1021/acsenergylett.8b01507
https://doi.org/10.1021/acsenergylett.8b0150
8. 王中林Nano Energy綜述:壓電效應在柔性光電應用
王中林課題組詳細描述壓電效應,包括其理論基礎和實際應用,摻雜的ZnS CaZnOS,SrAl2O4和LiNbO3中的壓電光發射的發展,并對柔性/可拉伸的光電器件進行了許多科學研究。到目前為止,壓電光電子的簽名系統,可見可穿戴電子設備和多物理耦合設備已取得重大突破。這一領域的快速創新對人類生活的未來將具有重要意義。
Wang X,Peng D, Huang B, et al. Piezophotonic Effect Based on Mechanoluminescent Materials for Advanced Flexible Optoelectronic Applications[J]. Nano Energy,2018.
DOI: 10.1016/j.nanoen.2018.11.014
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S221128551830822X