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化材学院在钙钛矿摩擦纳米发电机领域取得重要进展
日期:2020-06-04 信息来源: 点击数:

 

谢桂香老师在实验室开展研究

5月26日,化学与材料学院谢桂香老师的研究论文《Bulk Pt/CsPbBr3Schottky Junctions for Charge Boosting in Robust Triboelectric Nanogenerators》在能源领域国际顶级刊物Journal of Materials Chemistry A在线发表了。该期刊在英国皇家化学会旗下,2019年影响因子为10.733,在2019年中国科学院SCI期刊分区表中属于工程技术类1区Top期刊,在能源领域刊物位列第8位(共153)。该论文由我校“闽江学者”讲座教授唐群委指导完成。

 

钙钛矿摩擦纳米发电机的工作机理及输出性能

摩擦纳米发电机(TriboelectricNanogenerator,TENG)因能高效地收集周围环境中的机械能、风能、雨滴能、海浪能、人体能等能量而被认为是一种有巨大应用前景的能源转换装置。自2012年王中林院士报道了首个TENG器件以来,在摩擦理论研究、摩擦材料的合成与调控、器件的结构设计等方面获得越来越多的关注。TENG的性能与材料的介电常数、表面形貌等参数息息相关。具有半导体特性的金属卤化物钙钛矿材料因具有较高光吸收效率和环境稳定性被广泛应用于光伏、发光灯光电子器件中,例如太阳能电池、光子晶体、辐射探测器和发光二极管等。由于八面体的非对称晶体结构,金属卤化物钙钛矿在静电场中易发生极化,这一本征特性赋予金属卤化物钙钛矿材料独特的介电特性和理想的介电常数。该论文通过在全无机钙钛矿CsPbBr3薄膜内部引入与钙钛矿的功函数相匹配的贵金属,形成金属/钙钛矿肖特基结,从而在钙钛矿薄膜内建立内建电场,大幅增加了TENG的电流密度以及开路电压,分别达到30.3 μAcm-2以及273 V,瞬时负载输出功率达到1295.5 mW m-2,可点亮76盏LED灯,1 µF的电容器储能300 s可收集4.05 mJ的能量。该TENG可以在常温空气环境中连续运行250次性能基本保持不变,为半导体材料在TENG中的应用以及深入了解摩擦电荷的动力学行为提供了新的思路。

谢桂香,研究生,实验师。2007-2010年在华侨大学材料科学与工程学院学习,取得硕士学位,师从吴季怀教授。主要研究方向为新型太阳能电池、摩擦纳米发电机,此前已在《Journal of Power Sources》、《Chinese Science Bulletin》,《Energy Sources, Part A》等刊物上发表过多篇研究论文。

 

论文相关链接:

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/ta/d0ta04463f#!divAbstract

 

(来源:化材学院 文、图:范志芬 /编辑:廖娟秀)

 

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