中国科学技术信息研究所于2018年11月1日发布的2017年度中国科技论文统计结果显示,北京大学共有8篇论文入选2017年度“中国百篇最具影响国际学术论文”,其中3篇都来自工学院占肖卫课题组。

中国科学技术信息研究所于2017年10月31日发布的2016年度中国科技论文统计结果显示,北京大学工学院占肖卫课题组两篇论文“High-Performance
Electron Acceptor with Thienyl Side Chains for Organic
Photovoltaics”(J. Am. Chem. Soc.,2016,138,4955-4961) 和“A Facile
Planar Fused-Ring Electron Acceptor for As-Cast Polymer Solar Cells with
8.71% Efficiency”(J. Am. Chem.
Soc
.,2016,138,2973-2976)入选“中国百篇最具影响国际学术论文”。这两篇论文引用次数分别为245和204,均入选ESI热点论文和ESI高被引论文。去年,占肖卫课题组论文“An
Electron Acceptor Challenging Fullerenes for Efficient Polymer Solar
Cells”(Adv. Mater.,2015,27,1170-1174)
也入选“中国百篇最具影响国际学术论文”。这篇论文被引用438次,入选ESI热点论文和ESI高被引论文。这些工作都是该课题组在稠环电子受体研究中取得的重要进展。

2015年,占肖卫课题组提出了稠环电子受体新概念,创造了氰基茚酮类芳杂稠环电子受体新体系,设计合成了多种高性能非富勒烯电子受体。与富勒烯受体相比,这些稠环电子受体展示独特优势。2015年,稠环电子受体创造了非富勒烯有机太阳能电池的最高效率(6-7%)(Energy
Environ
. Sci. 2015, 8,
610-616,被引用140次,ESI热点论文,ESI高被引论文;Adv. Mater. 2015,
27,
1170-1174,被引用240次,ESI热点论文,ESI高被引论文)。2016年,基于稠环电子受体的有机太阳能电池的效率提高到8-10%(J.
Am. Chem. Soc. 2016, 138,
2973-2976,被引用100次,ESI热点论文,ESI高被引论文;J. Am. Chem. Soc.
2016, 138, 4955-4961,被引用120次,ESI热点论文,ESI高被引论文)。

该工作得到科技部“973”项目和国家自然科学基金委项目等的资助。

该工作得到国家自然科学基金委等的资助。

(5) A Facile Planar Fused-Ring Electron Acceptor for As-Cast Polymer
Solar Cells with 8.71% Efficiency, J. Am. Chem. Soc., 2016, 138,
2973−2976. Web of Science引用347次,Google Scholar引用399次。

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本研究工作得到科技部973计划和国家自然科学基金等的资助。

随着社会和生产力的不断发展,能源短缺与环境恶化已经成为人类亟待解决的两大问题。太阳能是人类最安全、最绿色、最理想的清洁能源,充分利用太阳能有利于解决这两大问题。利用光伏效应将太阳能转换成电能的太阳能电池是有效利用太阳能的重要途径。与传统硅基太阳能电池相比,新型有机和有机/无机杂化太阳能电池具有低成本、重量轻、便携、柔性和透明等突出优点,具有很好的发展前景。

最近,占肖卫与合作者在《自然综述材料》发表了题为“Non-fullerene acceptors
for organic solar cells”的邀请综述(Nat. Rev. Mater., 2018, 3,
18003)。该综述系统总结了芳酰亚胺类电子受体和稠环电子受体这两类最具代表性的非富勒烯受体材料的研究进展,论述了非富勒烯受体的结构-性能关系,指出了该领域所面临的挑战和未来发展方向。课题组博士研究生严岑琪是此论文的第一作者,占肖卫为通讯作者。此外,占肖卫还与美国加州大学洛杉矶分校(UCLA)杨阳教授、香港理工大学李刚教授合作,从非富勒烯太阳能电池器件角度撰写了题为“Next-generation
organic photovoltaics based on non-fullerene acceptors”的综述(Nat.
Photon
., 2018, 12,
131-142)。该论文第一作者程沛是占肖卫课题组博士毕业生,现为杨阳课题组博士后,李刚、占肖卫、杨阳是共同通讯作者。

论文列表:

2015年以来,占肖卫课题组提出了稠环电子受体新概念,创造了氰基茚酮类芳杂稠环电子受体新体系,设计合成了多种高性能非富勒烯电子受体,构筑了高效率有机太阳能电池。占肖卫课题组发明的ITIC已成为有机光伏领域的明星分子,氰基茚酮类芳杂稠环电子受体是国际上最好的有机太阳能电池受体材料。占肖卫课题组的原创性工作引起了国内外同行的广泛关注和跟进,10年来一直引领非富勒烯受体领域的发展。

2017年,北京大学工学院占肖卫课题组在稠环电子受体光伏材料研究中取得系列重要进展,在化学和材料领域著名期刊《美国化学会志》和《先进材料》发表了4篇论文。

占肖卫课题组在新型有机光伏材料的设计合成与应用方面取得了一系列进展,并得到了国际同行的广泛认可。2015年,占肖卫课题组首次提出了稠环电子受体(fused-ring
electron acceptor)的概念(Adv. Energy Mater., 2015, 5,
1501063),并将其应用于有机太阳能电池中,器件的能量转换效率超过了经典的富勒烯受体PC61BM(Adv.
Mater
., 2015, 27, 1170–1174;Energy Environ. Sci., 2015, 8,
610-616;Energy Environ. Sci., 2015, 8,
3215–3221)。通过对分子结构和器件结构的优化,器件的能量转换效率提高至接近10%(J.
Am. Chem. Soc
., 2016, 138, 2973–2976;J. Am. Chem. Soc., 2016, 138,
4955–4961;Adv. Energy Mater., 2016, 6,
1600854)。通过精确调控给受体的吸收和能级匹配,器件的能量转换效率又进一步提高至11%(Adv.
Mater
., 2016, DOI:
10.1002/adma.201604155)。除应用于有机太阳能电池外,占肖卫课题组还与美国内布拉斯加大学林肯分校(University
of
Nebraska-Lincoln)黄劲松教授课题组合作,将稠环电子受体应用于钙钛矿太阳能电池中,获得了19%以上的能量转换效率(Adv.
Mater
., 2016, DOI:
10.1002/adma.201604545)。占肖卫课题组发明的稠环电子受体已进入商业销售,国内外几十个知名课题组使用这些受体制备了高效率有机太阳能电池(效率超过11%),其能量转换效率普遍高于基于富勒烯的太阳能电池器件。

太阳能是人类安全、绿色、理想的清洁能源。太阳能电池通过光伏效应将太阳能转换成电能,是有效利用太阳能的重要途径。与传统硅基太阳能电池相比,新型有机太阳能电池具有成本低、重量轻、便携、柔性和透明等突出优点,具有很好的发展前景。有机太阳能电池中的活性层材料由电子给体和电子受体组成。长期以来,富勒烯衍生物一直占据着受体材料的主导地位,但其存在可见区吸收弱、能级调控难、易聚集导致器件稳定性差等诸多缺点。因此,发展高性能的受体材料是该领域的挑战性难题。