bi是什么取向(周报：AM、Angew、Joule、Matter大合集
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1. 南京大学谭海仁教授Adv. Energ. Mater.: SnO2-KCl复合电子传输层在平面钙钛矿太阳能电池中的同时接触和晶界钝化有害缺陷对钙钛矿太阳能电池的性能有重要影响，这些缺陷易于积聚在块状钙钛矿薄膜的界面和晶界处。每个区域的缺陷钝化将导致陷阱密度降低，从而可以减少非辐射复合损失。然而，由于溶剂的不相容性和钙钛矿形成的复杂性，在晶界和“电荷传输层底/钙钛矿”界面处同时实现缺陷的钝化是一项具有挑战性的课题。来自南京大学的研究人员将SnO2-KCl复合电子传输层（ETL）用于平面钙钛矿太阳能电池中，并实现了对ETL/钙钛矿界面和钙钛矿薄膜晶界处的缺陷的同时钝化。ETL/钙钛矿界面处的K和Cl离子钝化了ETL/钙钛矿之间的接触。同时，来自ETL的K离子可以扩散并穿透钙钛矿薄膜，从而实现了晶界的钝化。使用SnO2-KCl复合ETL的太阳能电池器件的开路电压从1.077 V提高到了1.137 V，相应的功率转换效率从20.2％提高到了22.2％。采用这种复合电子传输层有望为缺陷的钝化提供一种新的解决方案，从而可以进一步提高钙钛矿太阳能电池的效率。Simultaneous Contact and Grain-Boundary Passivation in Planar Perovskite Solar Cells Using SnO2-KCl Composite ElectronTransport Layer onlinelibrary.wiley/doi/10.1002/aenm.201903083
2. 中国科学技术大学杨上峰、吉林大学张立军、国家纳米科学中心丁黎明Nano Energy: 体异质结赋予铋基无铅钙钛矿太阳能电池创纪录的效率
铋基无铅钙钛矿太阳能电池有望成为铅基有机-无机杂化电池的替代物，这主要源自铅基有机-无机杂化电池与生俱来的铅毒性以及环境稳定性较差，然而，单组分三元卤化铋器件的功率转换效率较差。来自中科大等研究团队的这一最新报道中，首次构筑了以原位相分离的Cs3Bi2I9和Ag3Bi2I9组成的体异质结作为光敏层的铋基钙钛矿太阳能电池，实现了约3.6％的创纪录的效率以及0.89V的开路电压。体异质结的形成使Cs3Bi2I9的晶粒尺寸得以增加，并同时促使Ag3Bi2I9的晶粒取向达到最优，此外，Type-II型能带结构的形成，有利于激子分离和电荷载流子传输。Cs3Bi2I9-Ag3Bi2I9 体异质结器件展现出极佳的热稳定性，在手套箱内，85 ℃条件下加热450 h后，仍保持约90％的初始效率。此外，研究人员还验证了体异质结概念在增强钙钛矿太阳能电池的器件性能方面具备普适性(如在已报道的AgxBiyIx 3y吸光剂中的适用性)。本项研究在“体异质结”概念验证方面的突破为高效无铅钙钛矿太阳能电池的发展铺平了道路。
BulkHeterojunctionGifts Bismuth-Based Lead-Free Perovskite Solar Cells with Record Efficiency sciencedirect/science/article/abs/pii/S2211285519310766
3. 苏州科技大学卢豪、李长明Nano Energy:精细调控TiCl4前驱体溶液合成优化的金红石型TiO2电子传输层来实现高性能的钙钛矿太阳能电池通过精细调控TiCl4前驱体溶液构筑了数量可控的TiO2短纳米线和纳米花形成的TiO2薄膜电子传输层，并用于高效太阳能电池。优化的基于该型复合电子传输层的器件可实现超过20％的能量转换效率，这一数值在已报道的基于单金红石TiO2电子传输层的钙钛矿太阳能电池中位列最佳。进一步的机理研究表明，一维TiO2短纳米线阵列与定量调控的纳米花的结合可作为“反光伞”，进而提供较短的直接电荷传输路径，低的漏电流，低的电荷转移阻力和低的复合率，此外，可以还可以从有效的光散射中提高其集光度。这项工作为通过合理地调控前驱体溶液来设计高效的电子传输层提供了新的路径，同时提供了一种简便的方法来制造低成本的纳米结构电子传输层，进而实现高性能的钙钛矿太阳能电池。Fabricating an optimal rutile TiO2 electron transport layer by delicately tuning TiCl4 precursor solution for high performance perovskite solar cellssciencedirect/science/article/abs/pii/S2211285519310432
4. 韩国蔚山国立科学技术研究院 Changduk Yang教授Nano Energy：铁电内建电场提高采用各种器件类型的无卤素有机太阳能电池效率尽管目前尚未澄清铁电内电场对光伏性能的影响，但原则上，铁电材料产生的内建电场确实可以影响光伏特性。来自韩国的研究人员通过在有机太阳能电池的活性层中引入PVDF构建了无需预先极化处理的内建电场。在邻二甲苯/ N-甲基吡咯烷酮这一无卤素体系中，通过铁电材料 (PVDF) 诱发了铁电极化，并在富勒烯和非富勒烯受体型体异质结有机太阳能电池中分别实现了11.02％和11.76％的高效率。通过结构，电学和形貌等手段，对比研究了围绕活性层的铁电极化的作用，揭示了潜在的铁电极化对有机太阳能电池的影响。此外，还将铁电添加物的使用拓展到了p-n型双层有机太阳能电池中，实现了高达11.83%的效率，进而加深了对其复杂的增强机制的理解。此外，这一结果与最近报道的无卤素有机太阳能电池的最高值相当。在相关的有机半导体领域中，将铁电材料应用于无卤素体系是具有前景的策略，其原因不仅限于提高效率和环境友好型的制备。A Built-in Electric Field Induced by Ferroelectrics Increases Halogen-Free Organic Solar Cell Efficiency in Various Device Typessciencedirect/science/article/abs/pii/S2211285519310341
12. 加州大学 Gerbrand Ceder Adv. Energy Mater. 通过粒径优化实现全固态电池高的活性负载全固态电池（SSBs）复合电极中活性物质含量低是造成电池能量密度低的主要原因之一。本研究通过模型和实验共同展现，在高阴极负载下，固态复合材料中阴极材料的利用率取决于阴极材料与固体导体粒径大小的比例。该模型通过实验数据证实，表明通过增加阴极材料与导体粒径大小的比例，可以获得高的阴极负载，从而提高能量密度。该结果与离子渗滤作为冷压固态阴极材料的限制因素是一致的，并为如何提高固态电池复合阴极的能量密度提供了方法。通过减小固体电解质颗粒尺寸和增加阴极活性物质粒径，超过50%的阴极活性物质在实验中可以达到高的利用率，这表明了商用能量密集的阴极复合材料可以通过简单的混合和压制方法实现。High Active Material Loading in All‐Solid‐State Battery Electrode via Particle Size Optimizationonlinelibrary.wiley/doi/10.1002/aenm.201902881 13. 南京大学胡征，王喜章 Nano Energy 构建碳纳米笼包裹金属氧化物核壳结构高稳定锂离子电池阳极金属氧化物（MOS）因其理论容量大、成本低、密度高等优点而成为极具吸引力的锂离子电池负极材料，但由于其导电性低、体积变化大、活性成分损失和不稳定的固体电解质界面（SEI）在循环过程中存在着循环稳定性差的问题。在这里，我们通过一种简单的策略，构建3D碳纳米笼（HCNC）包裹金属氧化物的核壳结构。所得到的核壳结构MO@hCNC提供了足够的内部空隙，以缓冲了较大的体积变化，形成了稳定的SEI膜，大大减少了锂化/脱锂过程中活性组分的损失，同时保证了快速的电子转移和离子/电解质输运。与目前所报道的SnO2-和Fe3O4基阳极材料相比，SnO2@hCNC和Fe3O4@hCNC均表现出优越的循环稳定性和可逆容量。采用简单、通用的方法制备核壳结构MO@hCNC对开发锂离子电池甚至更高性能的储能材料具有重要意义。A general strategy to construct yolk-shelled metal oxides inside carbon nanocages for high-stable lithium-ion battery anodes
sciencedirect/science/article/abs/pii/S2211285519310821
sciencedirect/science/article/abs/pii/S2211285519310833
16. 瑞士联邦材料科学技术实验室的Corsin Battaglia等 Adv. Energ. Mater.: Na-β''-氧化铝陶瓷在室温下镀钠，为快速充电的全固态电池铺平道路以碱金属为负极的全固态电池具有实现高能量密度的潜力。然而，枝晶的形成限制了在固体电解质上的最大沉积电流密度，并阻碍了电池的快速充电。研究表明，最大沉积电流密度与固体电解质和碱金属负极之间的界面电阻有关。由于其高离子导电性、低电子导电性以及对钠金属的稳定性，Na-β''-氧化铝陶瓷是室温全固态电池的理想电解质。在这篇文章中，研究者们证明了Na-β''-氧化铝陶瓷在氩气氛中的热处理可以使界面电阻小于10 Ω cm2，并且在室温下电流密度高达12 mA cm2。在同等条件下，Na-β''-氧化铝的电流密度是石榴石型Li7La3Zr2O12电解质的10倍。X射线光电子能谱分析表明，消除Na-β''-氧化铝与金属钠界面的羟基和碳污染是实现这一目标的关键。研究者们也通过比较Na-β''-氧化铝和Li7La3Zr2O12的温度依赖性剥离/沉积行为，探讨了碱金属在界面动力学控制中的作用。这项研究为枝晶的形成提供了新的见解，为全固态电池的快速充电铺平了道路。Sodium Plating from Na-β''-Alumina Ceramics at Room Temperature, Paving the Way for Fast-Charging All-Solid State Batteries
onlinelibrary.wiley/doi/10.1002/aenm.201902899 17. 韩国全南大学的Chang Kook Hong教授等Adv. Energ. Mater.: 能同时改善性能及热稳定性的基于MgZnO纳米晶电子传输层的平面金属离子掺杂CsPbI2Br全无机钙钛矿太阳电池CsPbI2Br全无机钙钛矿太阳能电池（AI-PSC）的高热稳定性和简便的合成方法引起了研究人员极大的关注。就电子传输层（ETL）而言，低温处理和通过可调能级减少的界面复合中心决定了钙钛矿设备的可行性。尽管TiO2是PSC中使用最广泛的ETL，但其加工温度和适度的电子迁移率会影响其性能和可行性。这篇文章报道了用于动态热空气处理的Mn2 掺入的CsPbI2Br AI-PSC的高度稳定、低温处理的基于MgZnO纳米晶体的ETL。通过保持其规则的平面“n–i–p”型器件架构，MgZnO ETL和聚（3-己基噻吩-2,5-二基）空穴传输层可实现15.52％的功率转换效率（PCE）。热稳定性分析表明，与基于Mg2 修饰的MgZnO ETL相比，基于ZnO ETL的传统AI-PSC具有严重的不稳定性和较差的效率。这种改进光伏性能的光伏和稳定性分析归因于合适的禁带宽度、低ETL /钙钛矿界面结合力以及Mg2 掺杂的界面稳定性。有趣的是，对于MgZnO ETL，未封装的AI-PSC的热稳定性分析在85°C下超过400小时保持超过95％的初始PCE，这表明其比常规ZnO ETL更适合热降解。Simultaneous Improved Performance and Thermal Stability of Planar Metal Ion Incorporated CsPbI2Br All‐Inanic Perovskite Solar Cells Based on MgZnO Nanocrystalline Electron Transporting Layeronlinelibrary.wiley/doi/10.1002/aenm.201902708
18. 上海大学张久俊教授团队Nano Energy: 具有阳离子缺陷、晶格畸变和大量活性位点的自支撑式氮化镓纳米线，可用于高倍率锂离子存储尽管已证明具有阳离子缺陷的纳米材料，尤其是一维（1D）纳米线作为有前途的电极材料在电化学能量存储中是可行的，但尚未充分探索和理解阳离子缺陷对电荷转移和电极性能的影响。在这篇文章中，研究者采用高性价比的等离子体工艺制备了氮化镓（GaN），并将其作为可逆的活性中心，通过同时促进导电性和电荷转移来提高电化学性能。结果表明，阳离子缺陷的GaN纳米线具有丰富的纳米通道，可以促进离子的快速转移。这种材料作为负极可在0.1 A g-1的电流密度下循环100次后获得746.5mAhg-1的高容量，在10 A g-1下循环1000次后仍然可提供370.2mAhg-1的容量。密度泛函理论（DFT）计算证明，得益于独特的自支撑一维体系结构和阳离子缺陷，局部原子排列和电子结构的调整可以显著提高电导率和电荷转移效率，进而提高锂离子存储能力。该策略为利用阳离子缺陷纳米材料进行先进的电化学能量存储应用提供了一种可行的途径。Self-Supported GaN Nanowires with Cation-Defects, Lattice Distortion, and Abundant Active Sites for High-Rate Lithium-Ion Storagesciencedirect/science/article/pii/S2211285519310900 19. 美国华盛顿大学曹国忠教授团队Nano Energy：原位拓扑化学氮化衍生物MoO2-Mo2N二元纳米带作为快速动力学锂硫电池的多功能中间层锂硫电池（LSBs）具有能量密度高、成本低等优点，但穿梭效应和不规则的Li2S沉积导致循环过程中容量严重衰减，因此有必要设计和优化从硫（S8）到锂硫（Li2S）的转化路线，以提高LSB的循环稳定性。该文章以α-MoO3为原料，采用原位拓扑学氮化法制备了新型MoO2-Mo2N二元纳米带，作为LSB的高效层间材料，它不仅起到了物理屏障的作用，减轻了穿梭效应，而且调节了锂多硫化物（LiPSs）在界面上的转化，优化了循环过程中固体Li2S的成核。结合MoO2的极性和Mo2N的导电性，这种杂化结构表现出良好的循环稳定性，例如在1 C时，每个循环的容量衰减率为0.028%，最高可达500个循环。即使在3.1和4mgcm-2的高面积硫负荷下，还可获得较高的放电容量和容量保持率。原位二元异质界面的概念也可用于其它电子器件的设计和制备。In-Situ Topochemical Nitridation Derivative MoO2-Mo2N Binary Nanobelts as Multifunctional Interlayer for Fast-kiic Li-Sulfur Batteriesciencedirect/science/article/abs/pii/S2211285519310638
22. 麻省理工学院董岩皓等Adv. Energ. Mater.：用于高速率锂离子电池的玻璃陶瓷钒酸盐阴极 纳米结构的电极材料是电池的理想候选材料，尤其是在高倍率应用中，但是由于异常大的表面积，有很多副反应。虽然微米级的材料提供了更好的稳定性，但对于短时间内在相同长度范围内嵌入锂离子而言，晶格扩散速度往往太慢。本文报道了一种简单的方法，用于合成锂离子电池的玻璃陶瓷样钒酸盐阴极，该阴极具有丰富的内部边界，可以快速扩散锂离子，同时保持较小的表面积，从而最大程度地减少与有机电解质的接触和副反应。在优化的条件下进行热处理的此类样品可以在500个循环中以4000 mA g-1的速率提供较高的103mAhg-1的高倍容量，比类似的基于钒酸盐的材料具有更好的动力学和循环稳定性。通过对热处理过程进行微调，可以实现惊人的晶粒细化效果，并伴随着低温生长控制的相变。认为该发现对于用于能量应用的其他过渡金属氧化物是普遍的。Glass‐Ceramic‐Like Vanadate Cathodes for High‐Rate Lithium‐Ion Batteriesonlinelibrary.wiley/doi/10.1002/aenm.201903411 23.南方科技大学何祝兵等Nano Energy：N型共轭聚合物作为平面倒钙钛矿太阳能电池的有效电子传输层，功率转换效率为20.86％富勒烯及其衍生物通常在倒钙钛矿太阳能电池（PSC）中用作电子传输层（ETL），因为它们显示出合适的能带排列和良好的电子迁移率。但是，基于富勒烯的ETL通常会由于界面缺陷而导致低开路电压，并且它们的光化学和热稳定性也很差。因此，人们对用于高性能倒置PSC的新型ETL的开发非常感兴趣。在这项工作中，将两种n型聚合物PBTI和PDTzTI用作倒置PSC中的ETL，它们分别基于联噻吩酰亚胺和噻吩噻唑酰亚胺。由于PDTzTI ETL具有高电子迁移率，良好的能级配准以及界面缺陷的钝化，因此其最佳功率转换效率为20.86％，优于PBTI和PCBM ETL。基于PDTzTI ETL的器件由于其高疏水性和聚合物的移动离子阻断能力，与PCBM相比，也表现出良好的长期和操作稳定性。结果表明，合理选择ETL对倒置平面PSC中的器件效率和稳定性有很大影响，而新型n型聚合物可能是倒置平面PSC中理想的替代ETL。N-type conjugated polymer as efficient electron transport layer for planar inverted perovskite solar cells with power conversion efficiency of 20.86%sciencedirect/science/article/abs/pii/S2211285519310778
24.电子科技大学熊杰等NanoEnergy：石墨烯量子点作为成核位点和界面调节剂，可抑制锂硫电池的锂枝晶生长锂硫电池是最有希望取代传统锂离子电池的新一代储能设备之一。尽管在高硫负载下复合阴极的性能方面取得了合理的进展，但锂阳极兼容保护策略的发展却严重滞后。在此，我们报告了一种通过在电解质中引入石墨烯量子点来抑制高含硫锂硫电池中枝晶生长的新策略。石墨烯量子点作为均匀成核的异质位点，为无枝晶锂沉积提供连续的调控。原位拉曼光谱揭示了在电极-电解质界面处GQD的富集，可调节电场和离子通量，从而导致无枝晶的Li沉积。结果，由树枝状锂引起的短路的临界电流增加到7.44 mA cm-2，并且在以3 mA cm-2和3mAhcm-2的电流密度循环时排除了软短路风险超过500小时，证明了GQD具有出色的抑制枝晶作用。使用GQDs修饰的阳极电解液制造的高负荷锂硫电池在200mA循环的电流密度时为3mA cm-2具有99％的稳定库仑效率，硫负荷为4 mg cm-2 。我们的研究结果为解决高负载锂硫电池的锂阳极固有问题提供了一种新颖、简便的方法。 Graphene Quantum Dots as the Nucleation Sites and Interfacial Regulator to Suppress Lithium Dendrites for High-Loading Lithium-Sulfur Battery sciencedirect/science/article/abs/pii/S2211285519310870 研之成理各版块内容汇总：1.
2. 中国科学技术大学杨上峰、吉林大学张立军、国家纳米科学中心丁黎明Nano Energy: 体异质结赋予铋基无铅钙钛矿太阳能电池创纪录的效率
铋基无铅钙钛矿太阳能电池有望成为铅基有机-无机杂化电池的替代物，这主要源自铅基有机-无机杂化电池与生俱来的铅毒性以及环境稳定性较差，然而，单组分三元卤化铋器件的功率转换效率较差。来自中科大等研究团队的这一最新报道中，首次构筑了以原位相分离的Cs3Bi2I9和Ag3Bi2I9组成的体异质结作为光敏层的铋基钙钛矿太阳能电池，实现了约3.6％的创纪录的效率以及0.89V的开路电压。体异质结的形成使Cs3Bi2I9的晶粒尺寸得以增加，并同时促使Ag3Bi2I9的晶粒取向达到最优，此外，Type-II型能带结构的形成，有利于激子分离和电荷载流子传输。Cs3Bi2I9-Ag3Bi2I9 体异质结器件展现出极佳的热稳定性，在手套箱内，85 ℃条件下加热450 h后，仍保持约90％的初始效率。此外，研究人员还验证了体异质结概念在增强钙钛矿太阳能电池的器件性能方面具备普适性(如在已报道的AgxBiyIx 3y吸光剂中的适用性)。本项研究在“体异质结”概念验证方面的突破为高效无铅钙钛矿太阳能电池的发展铺平了道路。
BulkHeterojunctionGifts Bismuth-Based Lead-Free Perovskite Solar Cells with Record Efficiency sciencedirect/science/article/abs/pii/S2211285519310766
3. 苏州科技大学卢豪、李长明Nano Energy:精细调控TiCl4前驱体溶液合成优化的金红石型TiO2电子传输层来实现高性能的钙钛矿太阳能电池通过精细调控TiCl4前驱体溶液构筑了数量可控的TiO2短纳米线和纳米花形成的TiO2薄膜电子传输层，并用于高效太阳能电池。优化的基于该型复合电子传输层的器件可实现超过20％的能量转换效率，这一数值在已报道的基于单金红石TiO2电子传输层的钙钛矿太阳能电池中位列最佳。进一步的机理研究表明，一维TiO2短纳米线阵列与定量调控的纳米花的结合可作为“反光伞”，进而提供较短的直接电荷传输路径，低的漏电流，低的电荷转移阻力和低的复合率，此外，可以还可以从有效的光散射中提高其集光度。这项工作为通过合理地调控前驱体溶液来设计高效的电子传输层提供了新的路径，同时提供了一种简便的方法来制造低成本的纳米结构电子传输层，进而实现高性能的钙钛矿太阳能电池。Fabricating an optimal rutile TiO2 electron transport layer by delicately tuning TiCl4 precursor solution for high performance perovskite solar cellssciencedirect/science/article/abs/pii/S2211285519310432
4. 韩国蔚山国立科学技术研究院 Changduk Yang教授Nano Energy：铁电内建电场提高采用各种器件类型的无卤素有机太阳能电池效率尽管目前尚未澄清铁电内电场对光伏性能的影响，但原则上，铁电材料产生的内建电场确实可以影响光伏特性。来自韩国的研究人员通过在有机太阳能电池的活性层中引入PVDF构建了无需预先极化处理的内建电场。在邻二甲苯/ N-甲基吡咯烷酮这一无卤素体系中，通过铁电材料 (PVDF) 诱发了铁电极化，并在富勒烯和非富勒烯受体型体异质结有机太阳能电池中分别实现了11.02％和11.76％的高效率。通过结构，电学和形貌等手段，对比研究了围绕活性层的铁电极化的作用，揭示了潜在的铁电极化对有机太阳能电池的影响。此外，还将铁电添加物的使用拓展到了p-n型双层有机太阳能电池中，实现了高达11.83%的效率，进而加深了对其复杂的增强机制的理解。此外，这一结果与最近报道的无卤素有机太阳能电池的最高值相当。在相关的有机半导体领域中，将铁电材料应用于无卤素体系是具有前景的策略，其原因不仅限于提高效率和环境友好型的制备。A Built-in Electric Field Induced by Ferroelectrics Increases Halogen-Free Organic Solar Cell Efficiency in Various Device Typessciencedirect/science/article/abs/pii/S2211285519310341
12. 加州大学 Gerbrand Ceder Adv. Energy Mater. 通过粒径优化实现全固态电池高的活性负载全固态电池（SSBs）复合电极中活性物质含量低是造成电池能量密度低的主要原因之一。本研究通过模型和实验共同展现，在高阴极负载下，固态复合材料中阴极材料的利用率取决于阴极材料与固体导体粒径大小的比例。该模型通过实验数据证实，表明通过增加阴极材料与导体粒径大小的比例，可以获得高的阴极负载，从而提高能量密度。该结果与离子渗滤作为冷压固态阴极材料的限制因素是一致的，并为如何提高固态电池复合阴极的能量密度提供了方法。通过减小固体电解质颗粒尺寸和增加阴极活性物质粒径，超过50%的阴极活性物质在实验中可以达到高的利用率，这表明了商用能量密集的阴极复合材料可以通过简单的混合和压制方法实现。High Active Material Loading in All‐Solid‐State Battery Electrode via Particle Size Optimizationonlinelibrary.wiley/doi/10.1002/aenm.201902881 13. 南京大学胡征，王喜章 Nano Energy 构建碳纳米笼包裹金属氧化物核壳结构高稳定锂离子电池阳极金属氧化物（MOS）因其理论容量大、成本低、密度高等优点而成为极具吸引力的锂离子电池负极材料，但由于其导电性低、体积变化大、活性成分损失和不稳定的固体电解质界面（SEI）在循环过程中存在着循环稳定性差的问题。在这里，我们通过一种简单的策略，构建3D碳纳米笼（HCNC）包裹金属氧化物的核壳结构。所得到的核壳结构MO@hCNC提供了足够的内部空隙，以缓冲了较大的体积变化，形成了稳定的SEI膜，大大减少了锂化/脱锂过程中活性组分的损失，同时保证了快速的电子转移和离子/电解质输运。与目前所报道的SnO2-和Fe3O4基阳极材料相比，SnO2@hCNC和Fe3O4@hCNC均表现出优越的循环稳定性和可逆容量。采用简单、通用的方法制备核壳结构MO@hCNC对开发锂离子电池甚至更高性能的储能材料具有重要意义。A general strategy to construct yolk-shelled metal oxides inside carbon nanocages for high-stable lithium-ion battery anodes
sciencedirect/science/article/abs/pii/S2211285519310821
sciencedirect/science/article/abs/pii/S2211285519310833
16. 瑞士联邦材料科学技术实验室的Corsin Battaglia等 Adv. Energ. Mater.: Na-β''-氧化铝陶瓷在室温下镀钠，为快速充电的全固态电池铺平道路以碱金属为负极的全固态电池具有实现高能量密度的潜力。然而，枝晶的形成限制了在固体电解质上的最大沉积电流密度，并阻碍了电池的快速充电。研究表明，最大沉积电流密度与固体电解质和碱金属负极之间的界面电阻有关。由于其高离子导电性、低电子导电性以及对钠金属的稳定性，Na-β''-氧化铝陶瓷是室温全固态电池的理想电解质。在这篇文章中，研究者们证明了Na-β''-氧化铝陶瓷在氩气氛中的热处理可以使界面电阻小于10 Ω cm2，并且在室温下电流密度高达12 mA cm2。在同等条件下，Na-β''-氧化铝的电流密度是石榴石型Li7La3Zr2O12电解质的10倍。X射线光电子能谱分析表明，消除Na-β''-氧化铝与金属钠界面的羟基和碳污染是实现这一目标的关键。研究者们也通过比较Na-β''-氧化铝和Li7La3Zr2O12的温度依赖性剥离/沉积行为，探讨了碱金属在界面动力学控制中的作用。这项研究为枝晶的形成提供了新的见解，为全固态电池的快速充电铺平了道路。Sodium Plating from Na-β''-Alumina Ceramics at Room Temperature, Paving the Way for Fast-Charging All-Solid State Batteries
onlinelibrary.wiley/doi/10.1002/aenm.201902899 17. 韩国全南大学的Chang Kook Hong教授等Adv. Energ. Mater.: 能同时改善性能及热稳定性的基于MgZnO纳米晶电子传输层的平面金属离子掺杂CsPbI2Br全无机钙钛矿太阳电池CsPbI2Br全无机钙钛矿太阳能电池（AI-PSC）的高热稳定性和简便的合成方法引起了研究人员极大的关注。就电子传输层（ETL）而言，低温处理和通过可调能级减少的界面复合中心决定了钙钛矿设备的可行性。尽管TiO2是PSC中使用最广泛的ETL，但其加工温度和适度的电子迁移率会影响其性能和可行性。这篇文章报道了用于动态热空气处理的Mn2 掺入的CsPbI2Br AI-PSC的高度稳定、低温处理的基于MgZnO纳米晶体的ETL。通过保持其规则的平面“n–i–p”型器件架构，MgZnO ETL和聚（3-己基噻吩-2,5-二基）空穴传输层可实现15.52％的功率转换效率（PCE）。热稳定性分析表明，与基于Mg2 修饰的MgZnO ETL相比，基于ZnO ETL的传统AI-PSC具有严重的不稳定性和较差的效率。这种改进光伏性能的光伏和稳定性分析归因于合适的禁带宽度、低ETL /钙钛矿界面结合力以及Mg2 掺杂的界面稳定性。有趣的是，对于MgZnO ETL，未封装的AI-PSC的热稳定性分析在85°C下超过400小时保持超过95％的初始PCE，这表明其比常规ZnO ETL更适合热降解。Simultaneous Improved Performance and Thermal Stability of Planar Metal Ion Incorporated CsPbI2Br All‐Inanic Perovskite Solar Cells Based on MgZnO Nanocrystalline Electron Transporting Layeronlinelibrary.wiley/doi/10.1002/aenm.201902708
18. 上海大学张久俊教授团队Nano Energy: 具有阳离子缺陷、晶格畸变和大量活性位点的自支撑式氮化镓纳米线，可用于高倍率锂离子存储尽管已证明具有阳离子缺陷的纳米材料，尤其是一维（1D）纳米线作为有前途的电极材料在电化学能量存储中是可行的，但尚未充分探索和理解阳离子缺陷对电荷转移和电极性能的影响。在这篇文章中，研究者采用高性价比的等离子体工艺制备了氮化镓（GaN），并将其作为可逆的活性中心，通过同时促进导电性和电荷转移来提高电化学性能。结果表明，阳离子缺陷的GaN纳米线具有丰富的纳米通道，可以促进离子的快速转移。这种材料作为负极可在0.1 A g-1的电流密度下循环100次后获得746.5mAhg-1的高容量，在10 A g-1下循环1000次后仍然可提供370.2mAhg-1的容量。密度泛函理论（DFT）计算证明，得益于独特的自支撑一维体系结构和阳离子缺陷，局部原子排列和电子结构的调整可以显著提高电导率和电荷转移效率，进而提高锂离子存储能力。该策略为利用阳离子缺陷纳米材料进行先进的电化学能量存储应用提供了一种可行的途径。Self-Supported GaN Nanowires with Cation-Defects, Lattice Distortion, and Abundant Active Sites for High-Rate Lithium-Ion Storagesciencedirect/science/article/pii/S2211285519310900 19. 美国华盛顿大学曹国忠教授团队Nano Energy：原位拓扑化学氮化衍生物MoO2-Mo2N二元纳米带作为快速动力学锂硫电池的多功能中间层锂硫电池（LSBs）具有能量密度高、成本低等优点，但穿梭效应和不规则的Li2S沉积导致循环过程中容量严重衰减，因此有必要设计和优化从硫（S8）到锂硫（Li2S）的转化路线，以提高LSB的循环稳定性。该文章以α-MoO3为原料，采用原位拓扑学氮化法制备了新型MoO2-Mo2N二元纳米带，作为LSB的高效层间材料，它不仅起到了物理屏障的作用，减轻了穿梭效应，而且调节了锂多硫化物（LiPSs）在界面上的转化，优化了循环过程中固体Li2S的成核。结合MoO2的极性和Mo2N的导电性，这种杂化结构表现出良好的循环稳定性，例如在1 C时，每个循环的容量衰减率为0.028%，最高可达500个循环。即使在3.1和4mgcm-2的高面积硫负荷下，还可获得较高的放电容量和容量保持率。原位二元异质界面的概念也可用于其它电子器件的设计和制备。In-Situ Topochemical Nitridation Derivative MoO2-Mo2N Binary Nanobelts as Multifunctional Interlayer for Fast-kiic Li-Sulfur Batteriesciencedirect/science/article/abs/pii/S2211285519310638
20. 中国科学院上海应用物理研究所高兴宇等Adv. Mater.: 红碳量子点掺杂的SnO2复合材料可用于高效稳定的钙钛矿太阳能电池
有效的电子传输层(ETL)在促进平面钙钛矿太阳能电池(PSCs)中的载流子分离和电子提取方面起着关键作用。使用富含羧酸和羟基的红色碳量子点（RCQ）来掺杂低温固溶处理的SnO2，可以制得有效的复合电子传输层。这使它的电子迁移率从9.32×10-4急剧增加了20倍左右，达到了1.73×10-2 cm2 V-1 s-1。获得的迁移率是改性SnO2报道的最高电子迁移率之一。这种新型电池效率显着提高，从无RCQ的PSC的19.15％提高到22.77％，并增强了长期的耐湿稳定性，在40-1000°C下保存1000小时后的初始效率超过95％，主要是新型ETL的出色电子迁移率，有助于钝化电子传输层/钙钛矿界面上的缺陷，促进高结晶钙钛矿的形成，并提高了相纯度。结果表明，廉价的RCQ是简单而优质的添加剂，可在稳定的高性能钙钛矿太阳能电池中生产高效的电子传输层。Red‐Carbon‐Quantum‐Dot‐Doped SnO2 Composite with Enhanced Electron Mobility for Efficient and Stable Perovskite Solar Cellsonlinelibrary.wiley/doi/10.1002/adma.201906374 21. 美国西北大学Tobin J. Marks等Joule:效率超过10％的有机光伏模块的加工策略 有机光伏电池 (OPV)受到了广泛的关注，因为有机半导体与传统的无机太阳能材料相比，具有机械灵活性、重量轻、易于用高通量打印方法制造模块等优点。在这项研究中，我们报告了新型易于获得的供体聚合物及其在高效太阳能电池和模块中的实现方式。当在环境中和/或没有卤代溶剂的情况下加工光敏共混物时，这些聚合物可生产出具有认证的PCE14%，值为12%-14%的有机光伏电池。最后，我们演示了一个大型活动区域模块的制造，其认证的PCE为10.1％（室内照明为22％），这是迄今为止报道的最高PCE。这项工作代表了OPV材料的发展向前迈出了重要的一步，有望用于制造具有极高价值的大型OPV模块，预测OPV电池可以实现商业化。Processing Strategies for an Organic Photovoltaic Module with over 10% Efficiencysciencedirect/science/article/abs/pii/S254243511930536722. 麻省理工学院董岩皓等Adv. Energ. Mater.：用于高速率锂离子电池的玻璃陶瓷钒酸盐阴极 纳米结构的电极材料是电池的理想候选材料，尤其是在高倍率应用中，但是由于异常大的表面积，有很多副反应。虽然微米级的材料提供了更好的稳定性，但对于短时间内在相同长度范围内嵌入锂离子而言，晶格扩散速度往往太慢。本文报道了一种简单的方法，用于合成锂离子电池的玻璃陶瓷样钒酸盐阴极，该阴极具有丰富的内部边界，可以快速扩散锂离子，同时保持较小的表面积，从而最大程度地减少与有机电解质的接触和副反应。在优化的条件下进行热处理的此类样品可以在500个循环中以4000 mA g-1的速率提供较高的103mAhg-1的高倍容量，比类似的基于钒酸盐的材料具有更好的动力学和循环稳定性。通过对热处理过程进行微调，可以实现惊人的晶粒细化效果，并伴随着低温生长控制的相变。认为该发现对于用于能量应用的其他过渡金属氧化物是普遍的。Glass‐Ceramic‐Like Vanadate Cathodes for High‐Rate Lithium‐Ion Batteriesonlinelibrary.wiley/doi/10.1002/aenm.201903411 23.南方科技大学何祝兵等Nano Energy：N型共轭聚合物作为平面倒钙钛矿太阳能电池的有效电子传输层，功率转换效率为20.86％富勒烯及其衍生物通常在倒钙钛矿太阳能电池（PSC）中用作电子传输层（ETL），因为它们显示出合适的能带排列和良好的电子迁移率。但是，基于富勒烯的ETL通常会由于界面缺陷而导致低开路电压，并且它们的光化学和热稳定性也很差。因此，人们对用于高性能倒置PSC的新型ETL的开发非常感兴趣。在这项工作中，将两种n型聚合物PBTI和PDTzTI用作倒置PSC中的ETL，它们分别基于联噻吩酰亚胺和噻吩噻唑酰亚胺。由于PDTzTI ETL具有高电子迁移率，良好的能级配准以及界面缺陷的钝化，因此其最佳功率转换效率为20.86％，优于PBTI和PCBM ETL。基于PDTzTI ETL的器件由于其高疏水性和聚合物的移动离子阻断能力，与PCBM相比，也表现出良好的长期和操作稳定性。结果表明，合理选择ETL对倒置平面PSC中的器件效率和稳定性有很大影响，而新型n型聚合物可能是倒置平面PSC中理想的替代ETL。N-type conjugated polymer as efficient electron transport layer for planar inverted perovskite solar cells with power conversion efficiency of 20.86%sciencedirect/science/article/abs/pii/S2211285519310778
24.电子科技大学熊杰等NanoEnergy：石墨烯量子点作为成核位点和界面调节剂，可抑制锂硫电池的锂枝晶生长锂硫电池是最有希望取代传统锂离子电池的新一代储能设备之一。尽管在高硫负载下复合阴极的性能方面取得了合理的进展，但锂阳极兼容保护策略的发展却严重滞后。在此，我们报告了一种通过在电解质中引入石墨烯量子点来抑制高含硫锂硫电池中枝晶生长的新策略。石墨烯量子点作为均匀成核的异质位点，为无枝晶锂沉积提供连续的调控。原位拉曼光谱揭示了在电极-电解质界面处GQD的富集，可调节电场和离子通量，从而导致无枝晶的Li沉积。结果，由树枝状锂引起的短路的临界电流增加到7.44 mA cm-2，并且在以3 mA cm-2和3mAhcm-2的电流密度循环时排除了软短路风险超过500小时，证明了GQD具有出色的抑制枝晶作用。使用GQDs修饰的阳极电解液制造的高负荷锂硫电池在200mA循环的电流密度时为3mA cm-2具有99％的稳定库仑效率，硫负荷为4 mg cm-2 。我们的研究结果为解决高负载锂硫电池的锂阳极固有问题提供了一种新颖、简便的方法。 Graphene Quantum Dots as the Nucleation Sites and Interfacial Regulator to Suppress Lithium Dendrites for High-Loading Lithium-Sulfur Battery sciencedirect/science/article/abs/pii/S2211285519310870 研之成理各版块内容汇总：1.
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