618
热点追踪
中国材料进展
第34卷
【编者按】“新材料国际发展趋势高层论坛”是由中国工程院化工、冶金与材料工程学部，中国材料研究学会，材料学术联置自2011年开始举办的系列会议，以把握材料发展的最新动态、建踪材料研究前浴、推动新材料科学和产业的自主创新和技水进步，先后在漫博、昆明、成都和西安录办了4局，在固内材料界引起热反响。“2015新材料国际发展超势高层论坛"（以下简称论坛）将于2015年9月1820日在上海市召开。本届论
坛首次设立了“优秀青年科学家分论坛”。作为论坛系列活动之
，该分论坛的设立旨在为国内优秀青年材料科
学家提供一个学科交叉及融合的学术交流平台，展示材料研究各领域青年科学家的学术成果、启迪新的学术思想、创立新的学术观点。通过国内部分材料学院及相关重点实验室推荐，目前已确定30余位拟定报告人。本刊特别摘端了部分报告的主旨成果，在论坛召开之前分期集结发布，以供广大读者分享。
化工纳微材料的基因组设计及可控制备
采用理论设计指导新型功能纳微材料的合成策略已成为化学工程、材料科学、能源以及环境等领域的研究热点。为此，曹达鹏研究团队以化工热力学为基础，自主建立了一套从量子化学到统计力学的多尺度模拟方法，采用材料基因组概念成功设计了一系列高性能新型纳微结构材料，主要包括：锂掺杂的有机框架材料、类金刚石框架材料、金刚炔（Diamondyne）、硅基纳米材料等，并且成功制备出了锂掺杂的有机框架材料，验证了该理论设计的正确性
传统氮掺杂方法（如：在化学沉积过程中，通人含氮化合物作为掺杂源，或后修饰方法引人氮)不能精确地控制氮的位置或调节氮的含量，给定向操控石墨电学性能带来巨大的挑战。典
达鹏研究团队采用“Bottom-Up”的研究策略，
通过偶联不同含氮单体合成了二维富氮共价有机聚
合物COP前驱体，然后采用温控碳化技术定向制备出了不同氮分布的多孔类石墨烯材料，实现了氮接杂的定向调控，如图所示。和商用铂碳相比，
该类石累烯不仅展现了优异的氧还原性能
而且具有高的稳定性和抗CO、甲醇中毒性能，
Ni(cod) 2,2*bibyridy
DMF,105℃
2,4,6tris(4bromophenyl)-
[1,3,5]triazine(TBT)
曹达鹏教投
具有极大的应用前景，并且为合成多功能可控结构材料提供了新的策略
Carbonization
ScoP-4
doo
定向制备氮掺杂的类石墨烯示意图（AdeMater，2014，26：3315）
（北京化工大学有机无机复合材料国家重点实验室）
石墨烯/半导体材料光伏器件研究
将石墨烯与传统半导体材料结合制备异质结新型太阳电池，可以省去晶体硅太阳电池制程中的高温扩散工艺，放宽对硅材料的纯度要求，并有望在较低的生产成本下实现较高的光电转化效率。余学功研究团队通过在石墨烯和硅界面处引入化学性质与石墨烯相似、但电学性质是绝缘体的氧化石墨烯薄膜作为介质层，提高了石墨烯-硅太阳电池的开路电压，并且有效抑制了少数载流子在硅-石墨烯界面处的复合，提高了电池的短路电流密度和填充因子，使石墨烯硅太阳电池的效率获得了近3倍的提升，最高效率达到6.18%，且具有较好的长期稳定性超过了目前文献报道的无化学掺杂石墨烯-硅太阳电池的效率。之后，又通过利用电场掺杂调控石墨烯性能，在实验上同时实现了外加电场掺杂和内建电场掺杂，后者是通过将铁电高分子
材料（偏二氟乙烯与三氟乙烯的共聚物)引人石墨烯-硅太阳电池结构，利用其极化产生的内建电场实现的。实验结果表明，通过电场掺杂调节石器烯的费米能级（功函数），可以使石墨烯
硅太阳电池的效率再提高1~2倍。通过与银纳米线复
余学功副教投
发现石墨烯的导电性可被有效提升面其功函数保持不变
将方块电阻达90/口，品质因子达168，具有良好热稳定性和长期稳定性的石墨烯-氧化石墨烯-银纳米线复合薄膜，用于制备工作面积放大1~2倍的石墨烯-硅太阳电池，
，可以有效提高电池的填充因子，从而获得最高效率为