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智能制造技术研究所

智能制造技术研究所——薄膜太阳能技术研究中心

  一、中心简介 

  薄膜太阳能技术研究中心成立于20175月,面向国际科技前沿和我国能源发展需求,重点布局面向分布式智慧能源系统应用的能源转换及存储技术,下设可有机薄膜太阳能电池、分布式太阳能热电联供技术、锂离子电池功能材料等研究方向。 

  目前中心共有教职工10人,包括国务院政府津贴获得者1人和中科院青年促进会成员2人。专任教师中,85%以上具有博士学位,50%具有留学经历。在读学生包括:硕士研究生11人,博士研究生5人和留学生 1人。 

  中心现已建成西部地区先进的新能源材料、器件及规模化制备技术研发平台,设备总价值约1500万元,为发展太阳能转化及存储技术奠定关键的硬件基础。主要设备包括太阳能电池材料制备表征平台、太阳能电池器件制备表征平台、太阳能电池印刷制备平台、锂电材料制备分析平台和锂电池器件制备表征平台等。 

  中心已在Cell子刊JouleMatterScience 子刊 Sci. Adv.Energ. Environ. Sci.Adv. Energy. Mater.Adv. Sci.和《有机化学》等国内外高水平期刊上发表SCI论文50余篇;申请发明专利14项;获批国家、中科院和重庆市相关科研项目30余项;获得重庆市自然科学二等奖、辽宁省自然科学二等奖、重庆市十佳科技青年奖等科研奖励总共7项。 

  二、中心成员简介 

  阚志鹏,男,项目研究员,硕士生导师。主攻有机光电材料与器件方向,取得多项代表性成果。发表SCI论文60余篇,其中包括Energy & Environmental ScienceNano Energy, Advanced Sciences, Angewandte Chemie International Edition等国际权威期刊;其中包括3篇热点论文和1篇封面论文。应邀担任国家自然科学基金面上项目评审专家;主持国家、中科院和重庆市科研项目5项,总项目经费约360万元;应邀担任ACS Energy Letter, ACS Applied Materials & Interfaces等国际权威期刊的评审专家,在国内学术会议上做邀请报告3次。 

  段泰男,男,副研究员,硕士生导师。研究方向为有机光电功能材料的设计和应用。在J. Mater. Chem. ASolar RRLChem. Commun.等国际权威期刊发表第一作者论文16篇、通讯作者论文4篇,其中包括2篇封面论文;主持国家自然科学基金项目、中科院青促会人才项目和重庆市自然科学基金面上项目共3项;应邀担任J. Mater. Chem. AACS Applied Materials & Interfaces等国际权威期刊的审稿人。 

  胡超,男,高级工程师。主攻功能有机/聚合物材料技术,主要研究领域包括:高分子化学,粘合剂技术,有机太阳能电池,化工基础原材料,膜材料等;取得多项代表性成果。在跨国化工巨头亚太区研发总部从事研发工作多年,先后主持多项技术研发项目,所开发的新技术成功应用于行业领先的新产品。发表论文8篇;主持重庆市科研项目2项;获授权发明专利7项;获授权国际专利1项。 

  谢胡凌,男,助理研究员,研究方向包括非成像聚光、太阳能热电联供系统以及分布式能源系统,取得多项成果。曾在中能建集团、研究院以及高校工作,有较丰富的科研、工程以及教学工作经历,主持多项燃煤电厂以及燃气蒸汽联合循环电厂的检修安装与设备研发工作,参与国家863纵向课题1项,主持多项横向课题,共计金额达1000万元,发表SCI论文3篇,获中国发明专利授权10项,获成都市天府新区直管区天府英才计划资助2项,获第六届国家太阳能光热产业技术创新战略联盟研究生论坛一等奖。 

  徐静静,1989年出生,讲师,博士研究生。主要研究方向是高能量密度锂离子电池关键材料研发,在新型固态聚合物电解质方面取得原创性成果,研究成果具有潜在应用价值。立足锂电池领域关键技术难题,针对固态电池中界面问题,创新性地提出设计新型弹性聚合物固态电解质,从结构调控-体相离子传输两个层面开展研究,重点研究界面阻抗、体/界面离子传输、局部应力应变、失效分析等基础科学问题。研究开发了一系列新型聚合物电解质:(1)丙烯酸酯类/丙烯酰胺类聚合物电解质,能够匹配4.6 V高电压LCO正极材料;(2PDMS基聚合物电解质,可以实现200%的体积形变,适应金属锂负极和硅碳负极巨大的体积膨胀,构建稳定负极界面;(3)耐高温电解液,主要针对高温运行体系,实现锂电池在55-80 ℃环境下的稳定循环。作为项目负责人主持国家和重庆市科研项目3项:国家自然科学基金项目青年基金支持(51902340)、中国博士后科学基金面上资助(2018M641512)和2020年博士后出站来渝科研资助项目,共计项目经费46万元;作为关键核心技术人员参与研发项目有:国家重点研发计划-低界面电阻的固体电解质膜材料(2016YFA0202500)、高能量密度混合固液电解质电池开发(2019.1-2021.12)、高容量锂电池负极材料研发(在研,2020.9-2024.3)、固态锂电池(2017.3-2020.1),项目经费累计总计超900万元。已发表SCI论文11篇,其中一作SCI论文6篇。 

  杨可,男,工学博士,中国科学院重庆绿色智能技术研究院特别研究助理。主攻有机太阳能器件技术,取得多项代表性成果。发表SCI论文13篇,其中包括Science 子刊 Sci. Adv.Cell子刊Joule, iScience 等国际权威期刊。申请中国发明专利1项;参与撰写外文书籍章节1章。 

  黄佩豪,男,特别研究助理。主攻高效有机太阳能电池材料和器件模拟技术。研究成果以第一作者或合作者发表于PNASJPCLNano Energy等期刊,研究成果曾被Chemistryworld等国际主流科学媒体报道或转载。 

  陈海燕,女,助理研究员。中国科学院青年创新促进会第10批会员,西南大学含弘学子奖章获得者。主攻有机太阳能电池材料设计合成及器件制备技术,取得多项代表性成果。发表SCI论文多篇,其中包括Joule(Cell子刊), Energy Environ. Sci., Adv. Energy Mater.等国际能源旗舰期刊。兼任国家检验检测机构资质认定评审员,应邀评审多家法定及第三方检测机构;主持中科院青年创新促进会人才项目、重庆市自然科学基金项目等,合计项目经费近100万元;作为核心骨干参与国家、中科院及重庆市重点项目10余项,累计项目经费约1500万元;申请中国发明专利5项;受邀参加2020年首届川渝科技学术大会并作特邀报告,荣获大会优秀论文一等奖;协办2019年第三届国际前沿科技创新大会暨国际青年学者论坛大型会议等。 

  胡定琴,女,助理研究员。主要从事有机太阳能电池制备及机理研究技术,在小分子有机太阳能电池方向取得多项代表性成果。以第一作者发表SCI论文7篇,其中包括Cell旗舰子刊Joule(高被引热点论文),该论文获得首届川渝科技论文一等奖;国际高水平能源环境期刊Energy&environmental science,该论文获得首届川渝科技论文二等奖;以及Advanced Science等,还合作发表了多篇SCI论文,同时还申请了国家发明专利6项。 

  三、研究成果 

  1. 有机光电功能材料制备表征平台 

   

  2.有机太阳能电池制备表征平台 

   

  3. 有机太阳能电池印刷制备及机理研究平台

   

  4. 锂离子电池制备表征平台  

   

  5.中心发表的文章 

  1. Zhang, J.; Lv, J.; Dong, X. Y.; Xu, T.L.; Dai, X. X.; Duan, T. N.*; Kan, Z. P.*; Liu,P.; Lu, S. R.*; Cyano-functionalized small-molecule acceptors for high-efficiency wide-bandgap organic solar cells;J Mater. Chem. C, 2020, 8, 9195-9200.

  2. Duan, T. N.#; Gao, J.#; Babics, M.; Kan, Z. P.*; Zhong, C.*; Singh, R.; Yu, D. H.; Lee, J. W.; Xiao, Z. Y.; Lu, S. R.* Di‐fluorinated Oligothiophenes for High‐Efficiency All‐Small‐Molecule Organic Solar Cells: Positional Isomeric Effect of Fluorine Substitution on Performance Variations. Solar RRL, 2020, 4, 1900472.

  3. Chen, H.Y.; Hu, D.Q.; Yang, Q.G.; Gao, J.; Fu, J.H; Yang, K.; He, H.; Chen, S.S; Kan, Z.P.; Duan, T.N.; Yang, C.; Ouyang, J.Y.; Xiao, Z.Y. *; Sun, K. *; Lu ,S.R. *;All-Small-Molecule Organic Solar Cells with an Ordered Liquid Crystalline Donor. Joule, 2019, 3, 3034-3047.

  4. Tang, H.; Xu, T.L.; Yan, C.Q.; Gao, J.; Yin, H.; Lv, J.; Singh, R.; Kumar, M.; Duan, T.N.; Kan, Z.P.*; Lu, S.R.*; Li, G.*; Donor Derivative Incorporation: An Effective Strategy toward High Performance All‐Small‐Molecule Ternary Organic Solar Cells; Advanced Science,2019, 6(21), 1901613.

  5. Fu, J.H.; Chen, S.S; Yang, K.; Sungwoo, J.; Lv, J.; Lan, L.K.; Chen, H.Y.; Hu, D.Q.; Yang, Q.G.; Duan, T.N.; Kan, Z.P.; Yang,C.; Sun, K. *; Lu ,S.R. *; Xiao, Z.Y. *; Li Y.F.;A "sigma-Hole"-Containing Volatile Solid Additive Enabling 16.5% Efficiency Organic Solar Cells; ISCIENCE,2020, DOI: 10.1016/j.isci.2020.100965.

  6. Tang, H.; Chen, H.Y.; Yan, C.Q.*; Karuthedath, S., Yin, H., Gao, Y., Gao, J., Zhang, L., Huang, J., So, KS., Kan Z.P.*, Laquai, F., Li, G.*, Lu, S.R.*; Deciphering the Role of Fluorination: Morphological Manipulation Prompts Charge Separation and Reduces Carrier Recombination in All‐Small‐Molecule Photovoltaics; Solar RRL,2020.

  7. Tang, H.; Chen, H.Y; Yan, C.Q.*; Huang,J.M.; Fong Patrick W. K.; Lv, J.; Hu, D.Q.; Singh R.; Manish, K.; Xiao, Z.Y.; Kan, Z.P.; Lu ,S.R. *; Li, G.*;Delicate Morphology Control Triggers 14.7% Efficiency All-Small-Molecule Organic Solar Cells. Adv Energy Mater,2020, DOI: 10.1002/aenm, 202001076.

  8.Duan, T. N. #; Gao, J. #; Babics, M.; Kan, Z. P.*; Zhong, C.; Singh, R.*; Kini, G. P.; Zhong, C.*; Yu, D. H.; Lee, J.; Xiao, Z. Y.; Lu, S. R.* ; Difluorinated Oligothiophenes for High-Efficiency All-Small Molecule Organic Solar Cells: Positional Isomeric Effect of Fluorine Substitution on Performance Variations; Solar RRL, 2020, 4, 1900472.

  9. Xu, T.L . #; Chang, Y.Y. #; Yan, C.Q.; Yang, Q.G.; Kan, Z. P.*; Singh, R.*; Kumar,M.; Li, G; Lu, S.R.; Duan, T. N.*; Fluorinated Oligothiophene Donor for High-Performance Nonfullerene Small-Molecule Organic Solar Cells; Sustainable Energy Fuels, 2020, 4, 2680-2685.

  10. Duan, T. N. #; Gao, J. #; Xu, T. L.; Kan, Z. P.; Chen, W. J.; Singh, R.*; Kini, G. P.; Zhong, C.*; Yu, D. H.; Xiao, Z. G.; Xiao, Z. Y.; Lu, S. R.*; Simple Organic Donors Based on Halogenated Oligothiophenes for All Small Molecule Solar Cells with Efficiency Over 11%; J. Mater. Chem. A, 2020, 8, 5843-5847.

  11. Sun, W.B. *;Zheng, Y.J. *; Yang, K.*; Zhang, Q; Shah, A.A.; Wu, Z.; Sun , Y.Y.; Feng , L.; Chen, D.Y.; Xiao, Z.Y.*; Lu, S. R.*; Li ,Y.*; Sun, K.*; Machine learning-assisted molecular design and efficiency prediction for high-performance organic photovoltaic materials; Sci. Adv., 2019, 5, 4275.

  12. Wang, K.L. #; Lv, J. #; Duan, T.N.*; Li, Z.F.; Yang, Q.G.; Fu, J.H.; Meng, W,; Xu, T.L.; Xiao, Z.Y; Xiao, Z.Y.; Kan, Z. P.*;Sun, K.; Lu, S. R.*; Simple near-Infrared Nonfullerene Acceptors Enable Organic Solar Cells with >9% Efficiency; ACS Appl. Mater. Interfaces 2019, 11, 6717?6723.

  13. Yu, T.Z.*; Yang, Q.G.; Zhang, T.; Zhao, Y.L.; Wei, C.J.; Li, Y.M.; Zhang, H.; Hu,D.Q.*; A 9,90 -bifluorenylidene derivative containing four 1,1-dicyanomethylene-3-indanone end-capped groups as an electron acceptor for organic photovoltaic cells; New J. Chem., 2019, 43, 18110;

  14. Tang, H #; Xu, T.L. #; Yan, C.Q.; Gao, J.; Yin, H.; Lv, J.; Singh, R.; Kumar, M.; Duan, T.N.; Kan, Z. P.*; Lu, S. R.*; Li, G.*; Donor Derivative Incorporation: An Effective Strategy toward High Performance All‐Small‐ Molecule Ternary Organic Solar Cells. Adv. Sci., 2019, 6, 1901613.

  15. Yan, C.Q.; Tang, H; Ma, R.J.; Zhang, M.; Liu, T.*; Lv, J; Huang, J.M.; Yang, Y.K.; Xu, T.L., Kan, Z. P.; Yan, H.; Liu, F.*; Lu, S. R.; Li, G.*; Synergy of Liquid-Crystalline Small-Molecule and Polymeric Donors Delivers Uncommon Morphology Evolution and 16.6% Efficiency Organic Photovoltaics; Adv. Sci. 2020, 7, 2000149.

  16. Yang, K.; Chen, S.S; Fu, J.H.; Jung, S.; Ye, J.F.; Kan, Z.P.; Hu, C.; Yang, C.; Xiao, Z.Y. *; Lu, S.R. *; Sun, K. *; Molecular Lock Induced by Chloroplatinic Acid Doping of PEDOT:PSS for High-Performance Organic Photovoltaics; ACS Appl.Mater.Inter.2020.

  17. Hou, L.C.; Lv, J.; Wobben, F.; Vincent M. Le Corre; Tang, H. Singh, R.*; Kim, M.; Wang, F.F.; Sun, H.T.; Chen, W.J. Xiao, Z.G.; Kumar, M.; Xu, T.L.; Zhang, W.M.; McCulloch, I.; Duan, T.N.; Xie, H.L.; L. Jan Anton Koster; Lu, S.R. *; Kan, Z.P.*;Effects of Fluorination on Fused Ring Electron Acceptor for Active Layer Morphology, Exciton Dissociation and Charge Recombination in Organic Solar Cells; ACS Appl.Mater.Inter.2020.

  18. Zhang, J. #; Lv, J. #; Dong, X.Y.; Xu, T.L.; Dai, X.X.; Duan, T.N.*; Kan, Z.P.*; Liu ,P.; Lu, S.R. *; Cyano-functionalized small-molecule acceptors for high-efficiency wide-bandgap organic solar cells; J. Mater. Chem. C, 2019,DOI: 10.1039/d0tc02061c.

  19.Duan, T. N. #; Hou, L. C #; Fu, J. H.; Yang, Q. G.; Kan, Z. P.; Chen, Q. Q.; Zhong, C.*; Xiao, Z. Y.; Yu, D. H.*; Lu, S. R.* ; An asymmetric end-capping strategy enables a new non-fullerene acceptor for organic solar cells with efficiency over 10%; Chem. Commun., 2020, 56, 6531-6534.

  20. Dong, X.Y.; Yang, K.; Tang, H.; Hu, D.Q.; Chen, S.S.; Zhang, J.; Kan, Z.P.; Duan, T.N; Hu, C.; Dai, X.X.; Xiao, Z.Y.*; Sun, K.* ; Lu, S.R. *; Improving Molecular Planarity by Changing Alky Chain Position Enables 12.3% Efficiency All-Small-Molecule Organic Solar Cells with Enhanced Carrier Lifetime and Reduced Recombination; Solar RRL, 2019, 1900326.

  21. Hu, D.Q.; Yang, Q.G.; Chen, H.Y.; Wobben, F.;Vincent M.Le Corre; Singh, R.; Liu, T.; Ma, R.J.; Tang, H.;L. Jan Anton Koster; Duan, T.N.; Yan, H.; Kan, Z.P.*; Xiao, Z.Y.*;Lu, S.R. *; 15.34% Efficiency All-Small-Molecule Organic Solar Cells with Improved Fill Factor Enabled by A Fullerene Additive. Energ. Environ. Sci. 2020, DOI: 10.1039/D0EE00714E.

  22. Hu, D.Q.; Fu, J.H.; Chen, S.S.; Li, J.; Yang, Q.G.; Gao, J.; Tang, H.; Kan, Z.P.; Duan, T. N.;;Lu, S.R. *; Sun ,K.*; Xiao, Z.Y.*; Block copolymers as efficient cathode interlayer materials for organic solar cells; Front. Chem. Sci. Eng,. doi.org/10.1007/s11705-020-2010-1.

  23. Fu, J.H.; Sun, K.*; Yang, K.; Hu, L.J.; Leng, C.Q.; Kan, Z.P.; Duan, T. N.; Li, M.; Shi, H.F.; Xiao, Z.Y.*; Xiao, Z.Y.*; Ouyang J.Y.; Efficiency improvement of planar perovskite solar cells using a phenol additive; J. Mater. Chem. C, DOI: 10.1039/c8tc04525a.

  24. Lv, J.; Feng, Y.; Fu, J.H.; Gao, J.; Singh, R.; Kumar, M.; Kim, M.; Tang, H.; Lu S.R.*; Zhang, W.; McCulloch, I.; Li, J.F.*;Kan, Z.P.*; Energetic Disorder and Activation Energy in Efficient Ternary Organic Solar Cells with Nonfullerene Acceptor Eh‐IDTBR as the Third Component. Solar RRL, 1900403.

  25. Tang, H.; Yan, C.Q. *; Huang, J.M.; Kan, Z.P.; Xiao, Z.Y.; Sun, K.; Li, G. *; Lu S.R.*; Benzodithiophene-Based Small-Molecule Donors for Next-Generation All-Small-Molecule Organic Photovoltaics; Matter (2020), https://doi.org/10.1016/j.matt.2020.09.001.

  26. Shao, Y.Q. *; Chang, Y.Y.; Zhang, S.J.; Bi, M.Y.; Liu , S.J.; Zhang, D.L.; Lu S.R.*; Kan, Z.P.*; Impact of Polymer Backbone Fluorination on the Charge Generation/Recombination Patterns and Vertical Phase Segregation in Bulk Heterojunction Organic Solar Cells; Frontiers in Chemistry, Doi: 10.3389/fchem.2020.00144.

  27. Ye, Y.; Zang ,Z.G.*; Zhou, T.W.; Dong , F.; Lu S.R.*; Tang X.S.; Wei, W.; Zhang, Y.B.;Theoretical and experimental investigation of highly photocatalytic performance of CuInZnS nanoporous structure for removing the NO gas;Journal of Catalysis , 2018, 357,100–107.

  28. Duan, T.N.; Tang, H.; Liang, R.Z.; Lv, J.; Kan, Z.P.*; Singh, R.; Kumar, M.; Xiao, Z.Y., Lu, S. R*; Laquai, F.; Terminal group engineering for small-molecule donors boosts the performance of nonfullerene organic solar cells; J. Mater. Chem. A,2019, 7(6), 2541-2546.

  29.Ye, T.*; Jin, S.; Kang, C.; Tian, C.; Zhang, X.; Zhan, C.*; Lu, S.R.; Kan, Z.P.*;Comparison study of Wide Bandgap Polymer (PBDB-T) and Narrow Bandgap Polymer PBDTTT-EFT) as Donor for Perylene Diimide Based Polymer Solar Cells; Frontiers in chemistry, 2018,6, 613.

  30. Duan, T. N. #*; Liang, R.-Z.#,*; Fu, Y. Y.; Chang, Y. Y.; Kan, Z. P.; Zhong, C.*; Xie, Z. Y.; Yu, D. H.*;Branched versus linear: side-chain effect on fluorinated wide bandgap donors and their applications in organic solar cells; New J. Chem., 2020, 44, 753-760.

  31. Babics, M.#; Duan, T. N.#,*; Balawi, A. H.; Liang, R.-Z.; Cruciani, F., Carja, I-D.; Gottlieb, D.; McCulloch, I.; Vandewal, K.; Laquai, F.; Beaujuge, P. M.*;Negligible Energy Loss During Charge Generation in Small-Molecule/Fullerene Bulk-Heterojunction Solar Cells Leads to Open-Circuit Voltage over 1.10 V ;ACS Appl. Energy Mater., 2019, 2, 2717-2722.

  32. Duan, T. N.#,*; Tang, H.#,*; Liang, R.-Z.; Lv, J.; Kan, Z. P.; Singh, R.; Kumar, M.; Xiao, Z. Y.; Lu, S. R.; Laquai, F. ; Terminal group engineering for small-molecule donors boosts the performance of nonfullerene organic solar cells; J. Mater. Chem. A, 2019, 7, 2541-2546.

  33. Duan, T. N.#; Liang, R.-Z.#; Pai, Y.-F.; Wang, K. L.; Zhong, C.; Lu, S. R.; Yu, D. H.; Facile synthesis of bis-dicyanovinylidene-end-capped push-pull molecules as panchromatic absorbers; Dyes and Pigments. 2019, 161, 227-232.

  34. Duan, T. N.#,*; Babics, M.#,*; Seitkhan, A.; Firdaus, Y.; Liang, R.-Z.; Cruciani, F.; Liu, S. J.; Lopatin, S.; Beaujuge, P. M.;F-Substituted oligothiophenes serve as nonfullerene acceptors in polymer solar cells with open-circuit voltages > 1 V ;J. Mater. Chem. A, 2018, 6, 9368-9372.

  四、联系方式 

  中心联系人:徐露萍  

  电话:023-65935209      

  邮箱:xuluping@cigit.ac.cn 

  地址:中国科学院重庆绿色智能技术研究院 

  重庆市北碚区水土镇方正大道266 

  邮政编码:400714