本報(bào)訊（通訊員詹健 黃琎）3月5日和19日，自然出版集團(tuán)旗下刊物《科學(xué)報(bào)告》（Scientific Reports）先后刊登了我校學(xué)者的研究成果。
3月19日，《科學(xué)報(bào)告》刊發(fā)了王鳴魁教授研究團(tuán)隊(duì)及其合作者在太陽(yáng)能電池領(lǐng)域的最新研究成果。此篇題目為“電還原多層氧化石墨烯在高效染料敏化太陽(yáng)能電池對(duì)電極的應(yīng)用研究”的論文由光電國(guó)家實(shí)驗(yàn)室格蘭澤爾介觀太陽(yáng)能電池研究中心的博士生徐曉寶、黃德康、曹昆等在王鳴魁指導(dǎo)下完成。
以染料敏化太陽(yáng)能電池（DSC 電池）、有機(jī)太陽(yáng)能電池為代表的第三代太陽(yáng)能電池有生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、原材料成本低、器件顏色可調(diào)、可制備柔性器件等優(yōu)點(diǎn)，代表了太陽(yáng)能電池發(fā)展趨勢(shì)。對(duì)電極在其中扮演著至關(guān)重要的角色，它的催化活性大小直接影響光電轉(zhuǎn)化效率和電池的光伏行為。常規(guī)DSC電池采用貴金屬鉑作為對(duì)電極。因此，低成本、高效率的對(duì)電極材料是第三代太陽(yáng)能電池研究領(lǐng)域內(nèi)的熱點(diǎn)和難點(diǎn)之一。高比表面、高導(dǎo)電性、化學(xué)穩(wěn)定、低成本是DSC電池實(shí)用化對(duì)電極材料的要求。研究成果表明，石墨烯具有較高的導(dǎo)電性，因其物理化學(xué)性質(zhì)的可調(diào)，受到廣泛關(guān)注。
在本研究中，研究人員巧妙地通過(guò)帶有正電性的鄰苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯與帶負(fù)電性的氧化石墨烯進(jìn)行鏈接，首次實(shí)現(xiàn)了利用層層自組裝技術(shù)制備太陽(yáng)能電池對(duì)電極。隨后電還原實(shí)現(xiàn)氧化石墨烯到石墨烯的轉(zhuǎn)變。該研究報(bào)道了在低沸點(diǎn)有機(jī)電解液和離子液體體系中，基于石墨烯對(duì)電極的DSC電池達(dá)到9.5%和7.6%世界紀(jì)錄的光電轉(zhuǎn)換效率，并首次報(bào)道了基于石墨烯對(duì)電極電池的穩(wěn)定性研究。
此項(xiàng)研究工作得到了國(guó)家“973計(jì)劃”項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才計(jì)劃等項(xiàng)目的支持。
3月5日，《科學(xué)報(bào)告》刊發(fā)我校學(xué)者在熱自旋電子學(xué)和新型熱電自旋器件的最新研究發(fā)現(xiàn)。此篇題為“石墨烯納米帶異質(zhì)結(jié)的自旋Seebeck效應(yīng)和龐磁阻效應(yīng)”的論文，由物理學(xué)院姚凱倫教授帶領(lǐng)的凝聚態(tài)物理科研團(tuán)隊(duì)完成。
該科研團(tuán)隊(duì)以石墨烯材料為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)并研究了一種同時(shí)具有自旋Seebeck效應(yīng)和熱龐磁電阻效應(yīng)的熱自旋電子學(xué)器件。研究人員通過(guò)密度泛函理論與非平衡態(tài)量子格林函數(shù)相結(jié)合的理論方法，發(fā)現(xiàn)在磁場(chǎng)中，通過(guò)控制器件兩端的溫度差，不需要任何外加電場(chǎng)，能夠產(chǎn)生方向完全相反的自旋流，且具有較高的自旋極化率，呈現(xiàn)了優(yōu)異的自旋Seebeck效應(yīng)。
該論文首次指出，石墨烯異質(zhì)結(jié)納米帶同時(shí)具有明顯的自旋Seebeck效應(yīng)和龐磁阻效應(yīng)。研究成果對(duì)石墨烯作為今后熱電能源的探索，以及通過(guò)石墨烯制備新型自旋閥器件，并推動(dòng)熱自旋電子學(xué)這一新型學(xué)科的發(fā)展，都具有意義。
博士生倪昀，教師傅華華和高國(guó)營(yíng)主要參與了該工作，博士生朱思聰和王淑玲參與了部分工作。