富勒烯在新型太阳能电池中的应用

新型太阳能电池包括有机太阳能电池、钙钛矿太阳能电池和量子点太阳能电池等,是一类十分有前景的光伏器件,目前有机太阳能电池和钙钛矿太阳能电池的能量转换效率分别超过了19%和25.6%。富勒烯材料具有较高的电子迁移率和良好的电子特性,被广泛应用于有机太阳能电池活性层、界面层,钙钛矿太阳能电池活性层和中间层等。在有机太阳能电池中,富勒烯材料作为活性层受体,可以提高器件电子传输能力;作为界面修饰层,可以有效降低接触电阻,抑制载流子的复合。在钙钛矿太阳能电池中,富勒烯材料作为活性层添加剂能钝化钙钛矿缺陷,抑制迟滞效应;作为中间层能优化界面形貌,促进电荷的提取与输运。本文综述了富勒烯材料在各个组成部分中的研究进展,并展望了富勒烯材料在各个组成部分中的发展前景,在此基础上,提出了未来的研究方向。     

富勒烯/卟啉组装体内协同增强的电荷生成与转移实现NAD+高效再生(英文)

昂贵的辅因子烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD⁺)是限制酶催化商业化应用的主要障碍,因此高效再生NAD⁺具有重要意义.本文利用液液界面沉积法制备了一种富勒烯-锌卟啉光催化剂(C₆₀-ZnTPP),通过光生空穴氧化NADH再生NAD⁺. C₆₀-ZnTPP给受体结构具有强大的内建电场(是ZnTPP的5.67倍),最大限度地减少了电荷复合,保证了超快(～1 p s)电荷分离与长寿命的电荷传输(> 3 n s),有利于提高光催化NAD⁺再生性能.本体系以NADH作为唯一的空穴牺牲剂,在可见光照射5小时内达到98.6%的转化率,随后利用在人体解酒中起重要作用的乙醇脱氢酶催化乙醇氧化验证NAD⁺的酶活性,获得了化学当量的醛.本工作扩展了光催化再生NAD⁺材料的选择,为完善辅因子的高效再生途径提供了重要指导.     

富勒烯及金属富勒烯的形成机理

富勒烯和金属富勒烯具有独特结构和新奇电子特性，在生物医药、量子、信息等领域具有巨大的应用潜力。然而，如何提高产量是金属富勒烯走向实际应用的一个必须解决的关键技术难题。要高产量、高选择性的合成金属富勒烯，弄清形成机理、开发新的合成方法是必由之路。本工作聚焦于全面剖析富勒烯和金属富勒烯的形成机理，为突破其产能瓶颈探明道路。一方面，利用密度泛函理论计算和分子动力学模拟富勒烯的形成过程，指导优化富勒烯的合成条件。另一方面，精确控制金属富勒烯合成的惰性气体压力、电弧区组分以及原料组成等条件，制备了一系列具有特定结构和功能的金属富勒烯，发展了金属富勒烯的高效制备策略。最后，还探究了金属富勒烯形成后的保护方法，并取得了一定成效，为将来金属富勒烯的产业化奠定了坚实基础。