#一周国内周报科研#盐模板法制备非层状二维过渡金属氧化物

国内周报第43期摘要：武汉光电国家实验室利用盐模板法制备非层状二维过渡金属氧化物；北京大学研究出大规模、高转化率碳纳米管—硅太阳能电池；陕西师范大学研究团队设计出自生长镍基综合电极助力高效水氧化；上海大学研究团队发现锰碲增强的铅碲晶体结构和热电性；南京大学光电研究所发现基于聚合物铵盐离子的多层钙钛矿材料在大规模太阳能电池稳定性上的应用；中科院固体物理研究所通过激光打印的三维Au/MnO2/Au 电极；香港科技大学发现双掺杂的三氧化二钼纳米线新性能；中科院苏州纳米技术与仿生所研究高纯半导体单壁碳纳米管用于大规模薄膜电晶体制备。

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盐模板法制备非层状二维过渡金属氧化物

前期研究表明，具有超微內晶孔道的六方相WO3（h-WO3）、h-MoO3等过渡金属氧化物具有高的本征比表面积，并表现出优良的赝电容特性，如果能将这类材料制备出具有原子层厚度的二维结构，将实现离子的快速传输。

武汉光电国家实验室周军教授、唐江教授等人采用盐（NaCl、KCl等）作为模板，利用盐表面和目标产物的晶格匹配，并结合盐中阳离子的诱导，首次实现了具有较大尺寸二维h-WO3、h-MoO3的制备。该制备方法成本低廉、产量大，兼具传统气相沉积法和水热合成法的优点。同时，该方法具有普适性，可以扩展到其他非层状二维过渡金属氧化物的制备。

该研究成果发布于Nature Communications上。

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大规模、高转化率碳纳米管—硅太阳能电池

目前，对碳纳米管—硅太阳能电池的研究主要基于其小的有效转化面积（通常<0.15cm2 ），因为电源转化效率随着有效转化面积的增加将降低。

来自北京大学等高校的研究员首次研究出单电池有效转化面积超过2 cm2 ，同时保持电池转化效率约10%的碳纳米管—硅太阳能电池。其思路主要是以一种简易的方式让一定量的高导电性碳纳米管排列形成碳纳米管带域并作为自相似顶部电极，相邻带域之间用硅作为异质结改善碳纳米管—硅太阳能电池性能。这种方法可能促进大面积高效率碳纳米管或石墨烯—硅太阳能电池的发展。

该研究成果发布于Advanced Energy Materials上。

自生长镍基综合电极助力高效水氧化

来自陕西师范大学化学系的研究者们设计出一种用于高效水氧化且自身具有催化剂支持功能的综合电极，这种高级功能来自于Ni(OH)2 在金属Ni基底上通过一个控制的表面氧化方法实现同质生长。这种催化剂和载体综合的功能给水氧化反应带来了史无前例的、极高效的电荷转移和系统稳定性。

该研究成果发布于Advanced Energy Materials 上。

锰碲增强的铅碲晶体结构和热电性

近日，来自上海大学研究团队发现锰碲增强的铅碲晶体结构和热电性。研究表明Pb1−xMnxTe 的微观特性、机械性能、热电性都超过其单个组分和两项复合，MnTe2 颗粒和层状MnTe沉淀物都是自发形成的，这可能与沉淀物晶格失配有关，其性能均存在明显不足，而MnTe添加到PbTe中不仅能提高机械性能而且不对热电性能造成影响。通过沉淀物微观结构增强而基本不影响其光电性能的特点将被用来实现并提升光电应用。

该研究成果发布于Acta Materialia上。

基于聚合物铵盐离子的多层钙钛矿材料在大规模太阳能电池稳定性上的应用

目前，尽管国内钙钛矿太阳能电池在转化效率上有所提高，但其长期稳定性和如何实现三维钙钛矿结构反复制备一直阻碍着钙钛矿太阳能电池的发展。南京大学光电研究所发现在一系列二维钙钛矿层与层之间加入聚乙烯亚胺正离子不仅能提高太阳能电池的能量转化，而且可以提高其稳定性，这将为实现稳定、高效的钙钛矿太阳能电池提供新方案。

该研究成果发布于 Chem. Mater.上。

用于微型超级电容器的三维交叉堆叠混合电极

单芯片微型超级电容器在微电子设备能源供应上具有重要价值，而以往大多数微型超级电容器都是由碳材料制成，虽然能储存大量的能量但能量密度很低。中科院固体物理研究所通过激光打印的三维Au/MnO2/Au 电极，实现了MnO2、Au导电材料之间电子转移速度、电解质离子运动速度大幅提升，这将明显提高电容器的容量近而实现微型储能系统。

该研究成果发布于Small上。

双掺杂的三氧化二钼纳米线

研究表明原位氮和低价态Mo两种添加剂的掺杂有利于提高MoO3的导电性、活性位点可访问性、电化学稳定性。香港科技大学化学部研究发现N-MoO3-X纳米线在双电极材料和微生物电池上展现出极好的性能，这种易弯曲的纤维状电极能传递2.29 mWh cm−3 的史无前例的能量密度，这为发电和储能开辟了一种新途径。

该研究成果发布于Angewandte Chemie上。

高纯半导体单壁碳纳米管用于大规模薄膜电晶体制备

为了实现薄膜电晶体的大规模制造，中科院苏州纳米技术与仿生所研究出一种用于制备超高纯度半导体单壁碳纳米管的共轭聚合物，它结合了光谱和纳米器件表征，纯度高达99.9%。通过浸渍包覆法形成高密度、均匀网络结构，从而制造高度均匀的高性能薄膜电晶体。

该研究成果发布于Small上。

以上我们列举的仅为过去一周内（4.21-4.27）我国先进材料研究的最新进展的代表。整理过程中难免存在疏忽，还望各位读者谅解并诚挚欢迎大家提出意见/建议，或推荐最新的国内材料研究新闻线索给我们：tougao@cailiaoren.com。

本期周报由国内材料周报小组小许撰写，材料牛编辑整理。