研究团队

二维钙钛矿材料因其优异的稳定性、结构多样性和可调谐带隙，在太阳能电池、发光二极管和光电探测器等领域展现出巨大的应用潜力。然而，与三维钙钛矿相比，二维钙钛矿的电荷传输效率较低，成为制约其性能提升的关键因素。 美国国家可再生能源实验室 (NREL) 的 Bryon W. Larson 和天津大学的 Fei Zhang 团队，在二维钙钛矿的电荷传输研究方面取得重大突破。他们发表在**《先进材料》(Advanced Materials)** 上的研究论文，对影响二维钙钛矿电荷传输的关键因素进行了深入分析，并提出了多种提高电荷传输效率的策略。

有机-无机混合钙钛矿太阳能电池（PVSCs）效率自2009年3.8%提升至认证PCE 26.15%，展现竞争潜力。然而，溶液处理材料不稳定性阻碍商业化。溶液老化影响钙钛矿层性质及PVSCs性能，故开发稳定前驱溶液至关重要。南昌大学陈义昌团队于Angewandte发表的研究(DOI: 10.1002/anie.202411708)中，探讨提升钙钛矿太阳能电池（PVSCs）前驱溶液稳定性的创新方法。其中提出虽然有多种延长保质期策略，研究团队发现两步法前驱溶液老化更显着，因异丙醇更易引发副反应，针对两步法前驱溶液的调控尤为重要，此研究为两步法钙钛矿前驱溶液稳定化提供重要理论基础和实际指导研究团队提出创新方法：在有机胺盐溶液中添加苯-1,3-二硫醇（BDT），在PbI2前驱溶液中引入十甲基二茂铁（FcMe10/ FcMe10+）对。BDT抑制胺-阳离子副反应和碘离子氧化，FcMe10/ FcMe10+对循环氧化Pb0和还原I2。结果显示，改良后的PVSCs器件达25.31%的功率转换效率（PCE），21天后仍保持95%效率，未封装器件1500小时后维持85%初始效率。

钙钛矿太阳能电池（PSCs）因其优异的光电转换效率和低成本制备，在过去十年间引发了广泛的研究热潮，并被认为是最有潜力替代传统硅太阳能电池的下一代光伏技术之一。近年来，PSCs 的效率不断提升，并不断刷新着世界纪录。南方科技大学许宗祥教授团队与香港城市大學Alex K.-Y Jen教授团队合作，近期取得重大突破，成功研发出一种新型自组装单分子层 (SAM) 材料，并将其应用于倒置钙钛矿太阳能电池，实现了惊人的 26.17% 的能量转换效率 (PCE)，创下了新的世界纪录。 这一研究成果发表在国际顶尖期刊《Joule》上。

太阳能电池是实现清洁能源的重要途径，但传统硅基太阳能电池的效率受材料特性限制，无法充分利用所有光谱。 近年来，钙钛矿太阳能电池凭借其高效、低成本和制备工艺简单等优点，成为具潜力的下一代光伏技术之一。然而，钙钛矿材料的稳定性问题一直是制约其大规模应用的瓶颈。近期，中国科学院化学研究所胡劲松研究员领导的研究团队在Energy & Environmental Science 期刊上发表了一篇重要研究成果。 他们巧妙地利用可调节的膦配体对钙钛矿/聚合物界面进行分子调控，成功地提高了钙钛矿太阳能电池的效率和稳定性，突破了此前纪录，将器件效率提升至25.08%！胡劲松研究员，现任中国科学院化学研究所研究员，博士生导师。 他长期致力于有机光电材料和器件、钙钛矿太阳能电池等方面的研究，在国际重要学术期刊上发表SCI论文300余篇，被引用20000多次，获授权发明40余项。 他的研究团队在钙钛矿太阳能电池领域做出了突出贡献，曾获国家自然科学奖二等奖等重要奖项。

有机光伏（OPV）电池因其轻薄柔性、可印刷等优势，被视为具潜力的下一代可再生能源技术。然而，效率和稳定性不足一直制约着OPV的商业化应用。中科院侯剑辉团队发表在期刊《Advanced Energy Materials》(29 Mar.Doi:10.1002/aenm.202303605)上的研究成果显示，通过在非富勒烯受体材料中引入吡咯环，可以显着提升有机光伏（OPV）电池在室内光照下的发电性能。研究团队设计合成了两种新型材料FICC-EH和FICC-BO，并发现它们在有机发光二极管（OLED）中展现出优异的量子效率，其中FICC-BO基OLED器件的量子效率更是高达0.1%，这在OPV材料中属于相当亮眼的成绩。更重要的是，基于FICC-BO的OPV电池在室内1000 lux LED光照下实现了25.4%的功率转换效率（PCE），远高于标准光照（AM1.5G）下的12.0% PCE，充分展现了吡咯环在提升室内OPV电池性能方面的巨大潜力。

本研究团队创新性地构建了一种基于二茂铁羧酸-DNA2（Fca-DNA2）作为猝灭电化学发光（ECL）和差分脉冲伏安法（DPV）信号响应探针，结合Ru-MOF/Cu@Au纳米粒子作为ECL基底平台的双模式适配体传感器。首先，研究人员通过电沉积方法将Ru-MOF快速合成并固定在电极表面，随后在其表面修饰Cu@Au纳米粒子，以协同催化三乙醇胺（TEOA）放大ECL信号，增强传感器的稳定性和导电性。最终，研究人员利用AOH和Fca-DNA2之间的竞争反应，通过ECL和DPV信号的变化对AOH进行敏感检测。实验结果表明，该双模式适配体传感器在0.1至100 ng/mL范围内表现出优异的检测性能，检测限分别为0.014和0.083 pg/mL，且在实际水果样品中具有良好的应用前景。

钙钛矿太阳能电池（PSCs）因其优异的光电转换效率和低成本制备，在过去十年间引发了广泛的研究热潮，并被认为是最有潜力替代传统硅太阳能电池的下一代光伏技术之一。近年来，PSCs 的效率不断提升，并不断刷新着世界纪录。陕西师范大学刘生忠教授团队近期取得重大突破，他们通过一种新颖的异质种子辅助策略，成功地控制了 FAPbI3 的结晶过程，并制备出高质量的钙钛矿薄膜，最终实现了 25.29% 的能量转换效率 (PCE)，为该领域的发展注入了新的活力。该研究成果发表在国际期刊《Energy & Environmental Science》上。

有机光伏电池（OPVs）以其轻薄、柔性、可印刷等优势，在过去几年中吸引了广泛的关注，被认为是下一代光伏技术的理想选择。然而，OPVs 的效率和稳定性仍然落后于传统硅太阳能电池。非稠合受体材料因其结构简单、成本低廉，备受研究人员关注，但基于非稠合受体材料的器件效率一直难以突破。中国科学院化学研究所侯建辉教授团队近期取得重大突破，通过巧妙设计合成新型非稠合受体材料，成功将基于全非稠合受体材料的器件效率提升至 16.1%，创下了该领域的新纪录。这一研究成果发表在国际顶尖期刊《Journal of the American Chemical Society》上。

近年来，钙钛矿/晶硅叠層太阳能电池 (tandem solar cells) 凭借其高效率和低成本等优势，成为光伏领域的研究热点。为了实现大规模的串联太阳能电池模块化生产，使用工业化 Czochralski 硅晶片制造的全纹理结构串联器件，将成为未来发展趋势。然而，传统用于调节钙钛矿界面性质的表面工程策略并不适用于微米级的纹理表面。南昌大学的姚凯教授团队在 Angewandte Chemie International Edition 期刊上发表了一项最新研究成果，他们开发了一种全新的表面钝化策略，利用动态喷涂 (DSC) 技术将氟化噻吩乙胺配体均匀地涂覆在纹理硅表面，有效地抑制了钙钛矿的相变，并提高了器件的效率和稳定性。

有机光伏电池（OPVs）以其轻薄、柔性、可印刷等优势，在过去几年中吸引了广泛的关注。然而，OPVs 的效率和稳定性仍然落后于传统硅太阳能电池。提高受体材料的电致发光效率，可以有效降低非辐射能量损失，进一步提升有机光伏电池的性能。中国科学院化学研究所侯建辉教授团队近期取得重大突破，通过在受体材料中引入吡咯环，成功合成出具有高电致发光性能的两种中等带隙受体材料：FICC-EH 和 FICC-BO。 该研究成果发表在国际顶尖期刊《Advanced Energy Materials》上。

淡水生态系统的富营养化已成为全球关注的重要环境问题，水华暴发不仅会释放有毒物质危害水生生态系统，还会促进藻类碎屑向沉积物-水界面的沉降。藻类碎屑的累积会提高水体中藻源性有机质（AOM）的水平，在水华导致的厌氧沉积环境中，AOM会参与并影响到沉积物有机质（SOM）的生物地球化学循环。沉积物有机质矿化是氮磷营养盐和溶解性无机碳循环的主要驱动力，促进了湖泊生态系统的物质和能量循环，不同的矿化途径的相对强度不仅影响着微量元素的生物地球化学循环，也影响着沉积物-水界面有机质的矿化和营养盐的利用及再生。水华暴发导致的藻屑堆积会向沉积物-水界面输送大量新鲜和不稳定的有机碳，极有可能会改变本土SOM的矿化作用。较难分解的有机质矿化可能受不稳定组分或生物理化性质的分解影响，这个过程被称为“激发效应”。为了研究藻屑堆积对SOM矿化作用的激发效应，冯慕华团队在富营养化程度较高的于桥水库采集了沉积物柱状样品，结合室内培养实验、袋式培养实验以及Picarro-在线培养系统(CS-RECO1000, Cen-Sun, China)，开展了深入的研究。

如何在不牺牲半透明特性的前提下，提高太阳能电池的效率和稳定性，一直是一项重要的挑战。传统的解决方案主要集中在通过添加功能性障碍层来改善钙钛矿晶界的稳定性，但这往往不足以解决所有问题。因此，探索新的策略来提升半透明太阳能电池的性能，推动钙钛矿光伏技术在降低建筑能耗方面的应用至关重要。中国科学院宋延林研究员和郑州大学马俊杰教授、张懿强教授团队在Advanced Energy Materials（26th Aug. 2024_ DOI: 10.1002/aenm.202402595）期刊发表了一种通过应变工程稳定双面半透明钙钛矿太阳能电池（ST-PSCs）相位均匀性的方法。该方法利用压缩应变重建钙钛矿晶体结构，消除相分离并抑制光诱导的离子迁移，同时采用透明的光捕获结构提高光捕获效率。结果表明，双面ST-PSCs实现了13.97%的等效效率和41.58%的平均可见光透过率，光利用效率高达5.8%。该研究为开发高性能半透明钙钛矿太阳能电池提供了新的策略。

分子间距是决定有机物质光电性能的关键因素。传统有机发光分子通常以聚集体形式存在或作为单个分子分散在外部基质中。近几十年来，这些分子在发光二极管、激光器和量子技术等多种应用中引起了广泛的研究兴趣。然而，对于这些分子在聚集和分散状态之间的行为特性仍存在认知空白。最新一期Nature 由普渡大学窦乐天团队提出了一种在二维混合钙钛矿超晶格中形成的新型分子聚集相，其分子间距接近平衡距离，並将其命名为类单分子聚集体（SMA）。通过构建二维超晶格，有机发射体被维持在相对接近的位置，惊讶的发现，它们在电子上仍然保持独立，从而实现了接近单分子的光致发光量子产率。此外，钙钛矿超晶格中的发射体呈现出强烈的定向排列和密集堆积，类似于聚集体，这导致了显着的定向发射、增强的辐射复合和高效的激光输出。大量研究集中于有机基团的引入如何提高无机层的发光效率、电荷传输能力和稳定性，这已在高性能钙钛矿电子和光电器件方面取得了重大突破。然而，利用无机子晶格来调控有机分子的分子间相互作用、分子排列和发射特性的研究仍然较为有限。自1990年代末以来，一些研究小组报道了有机半导体-钙钛矿超晶格的形成，并确认发射物种可以是有机染料。然而，可以纳入分层钙钛矿的有机分子发射体系范围相对有限，它们的PLQY通常较低（通常低于10%）。研究团队展示了一种新型分子聚集相_SMA，通过将2D无机子晶格与经过精心设计的有机染料相结合，在接近平衡状态下实现。在这种混合超晶格中，有机发射体的行为与单个分子非常相似，表现为相似的发射波长和寿命，以及接近1的PLQY。理论和实验研究强调了有机发射体骨架二面角在维持这种单分子行为中的关键作用。

EVIDENT助力西湖大学贾洁敏团队开发高时空分辨率血管动力学分析算法

钙钛矿太阳能电池（PSCs）自2009年报导以来，由于其高效能、低成本和简单制备工艺迅速引起了学术界和工业界的广泛关注。其核心材料钙钛矿具有优异的光电特性，如高吸光係数、长载流子扩散长度和高载流子迁移率，使其成为下一代光伏技术的潜力选手。在过去十年间引发了广泛的研究热潮，并被认为是最有潜力替代传统硅太阳能电池的下一代光伏技术之一。 近年来，钙钛矿太阳能电池（PSCs） 的效率不断提升，并在 NREL 的效率认证数据中屡创新高。叠层结构的出现自2017开始，在過去三年中，钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池的效率取得显着的突破。钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池，更是被认为是未来实现更高效率和更低成本的理想方案。然而，在空气环境下实现宽带隙钙钛矿 (~1.68 eV) 的可扩展制备一直是一个巨大的挑战，因为水分会加速钙钛矿薄膜的降解。南京大学谭海仁教授团队近期取得重大突破，他们在研究中发现，溶剂的性质对水分干扰的影响程度至关重要。通过深入研究，他们发现正丁醇 (nBA) 由于其低极性和中等挥发速率，不仅可以有效缓解空气环境中水分对钙钛矿薄膜的负面影响，還可以提高钙钛矿薄膜的均勻性，进而实现可扩展制备。

钙钛矿太阳能电池（PSCs）因低成本、高PCE和低温制造等优势成为光伏研究焦点。近期PCE已超26%，展现商业化潜力。倒置钙钛矿太阳能电池PSCs因成本效益高、适用于大规模印刷而受青睐。其中，电子传输材料（ETM）在电子收集、缺陷缓解和保护钙钛矿层方面至关重要。倒置钙钛矿太阳能电池PSCs中常用的ETL材料C60需要耗时昂贵的热蒸发沉积，不利于大规模生产。为解决此问题，我们设计了创新的溶液可加工ETM，将非富勒烯受体片段嫁接到C60上。BTPC60表现出优异的溶液加工性能和分子堆栈，形成高电子迁移率的均匀有序薄膜。于2024年9月11日 Angewandte(DOI: 10.1002/anie.202412819)，由香港城市大学朱宗龙等团队发表中，介绍了新型溶液可加工电子传输材料BTPC60，由C60和非富勒烯受体片段组成。BTPC60具有优异的溶液加工性和有序分子堆栈，形成高电子迁移率薄膜。应用于倒置钙钛矿太阳能电池（PSCs）时，BTPC60提高了电子提取效率并抑制非辐射复合。基于BTPC60的钙钛矿太阳能电池PSCs实现了25.3%的功率转换效率（PCE），在85℃下1500小时老化后仍保持90%初始值。BTPC60的电子传输层（ETL）具有优异的厚度容忍度，200 nm厚度下仍维持高PCE。

本研究由中科院化研所侯剑辉团队设计并合成了四种非富勒烯受体（NFA）材料：ITC9-4F、ITC9-4Cl、ITC9-4Br和ITC9-4I，通过在末端基团引入不同卤素取代基。研究了这些NFA在有机太阳能电池（OSCs）中的光伏性质。计算结果显示材料表面静电势相似，但原子半径随卤素变化。光电性能分析表明卤素取代基影响吸收光谱和分子能级。ITC9-4F表现出蓝移吸收光谱和较低消光系数。在OSCs中，ITC9-4F基电池显示高开路电压（Voc）但较低功率转换效率（PCE）。ITC9-4Cl、ITC9-4Br和ITC9-4I基OSCs显示相近PCE，Voc逐渐增加，填充因子减小。4F到4I基电池中，陷阱辅助复合加剧，能量损失减少。这些发现突显了卤素NFA在OSCs中的潜力。OSCs因其轻质、灵活和简易加工等优势备受关注。近年来，随着非富勒烯受体（NFAs）的发展，OSCs的功率转换效率显着提高，超过20%。NFAs作为OSCs电子受体具有可调吸收光谱、分子能级和排列等优势。其中，NFAs端基卤素化被证明是改善光伏特性的有效方法。在受体-给体-受体（A-D-A）结构的NFA分子中，端基卤素化具有多重作用：增强电子亲和力，促进分子内电荷转移，降低带隙；加强分子间相互作用，改善结晶性和载流子迁移；增加偶极矩变化，降低激子结合能，实现高效激子解离。不同卤素从氟到碘，电负性降低，原子半径增大。氟和氯可避免立体位阻，溴和碘则易于极化，加强分子间相互作用，优化电荷传输。然而，关于溴和碘原子引入NFAs端基的研究仍不充分。

本研究对铁观音制茶ECP阶段风味物质的空间分布和时间积累进行了综合研究。连续的萎凋和摇青是乌龙茶加工过程中必不可少的步骤，这一过程中的一系列环境胁迫导致了初级和次级代谢的动态变化，普遍提高了游离氨基酸的丰度，降低了与儿茶素和黄酮醇苷相关的涩味/苦味，有利于乌龙茶最终品质的发展。本研究结果为可视化乌龙茶风味物质的分布趋势、乌龙茶生产的生物过程和风味化学提供了更有意义和独特的见解。

转印技术可以分为接触式转印和非接触式转印两类，其中接触式转印技术由于需要印章与受主基体相接触，受主基体的性质和几何形状会限制接触式转印技术的适用范围；而现有的非接触式转印技术的实现通常需要较高的温度（约 300℃），这可能会对印章和电子器件造成损坏。为解决上述问题，浙江大学的宋吉舟教授团队提出了一种新型激光驱动的转印技术，他们通过巧妙的力学设计，获得了一种具有微结构的薄膜的弹性印章，印章对环境温度产生响应进而调节界面黏附，其强弱黏附比最高可达 1000 倍。同时，印章制备过程通过采用商用砂纸作为模具，避开了繁琐复杂的光刻、刻蚀等工艺，使得印章的成本大大降低。

作为Evident生命科学领域旗舰产品，FLUOVIEW FV4000激光扫描共聚焦显微镜自发布以来便备受赞誉。其突破性的SilVIR探测器在多色成像领域表现出色，并有望成为新一代激光扫描显微镜的标杆。本期我们邀请到该款产品的研发团队，分享他们厚积薄发、精益求精的故事。

CH4的百年增温潜势为CO2的28倍,因此预计它将在未来的气候变化中发挥重要作用。土壤厌氧产CH4通量是全球CH4排放的重要组成部分。短期实验表明，土壤微生物产CH4对温度有强烈的正依赖性。利用这一信息进行的CH4循环模拟表明随着全球气温的升高，土壤厌氧产CH4速率可能急剧增加，从而引发积极的气候变化-CH4排放反馈。但是，这种气候变化- CH4反馈的强度尚不确定，主要是因为微生物呼吸对长期温度变化的响应可能不同于其瞬时响应。越来越多的证据表明，在森林和草地等有氧土壤中，微生物群落的补偿反应可以显著降低温度变化对土壤CO2呼吸速率的影响。土壤微生物呼吸速率对温度变化的响应可能是由驯化(个体的生理响应)、适应(物种内部的遗传变异)和/或物种更替(群落物种组成的变化)引起。将这种补偿反应纳入模型可以改善对全球土壤碳流失率的预测。因此，考虑到温度对生物代谢的基本影响，我们可以合理地得出这样的结论:有氧土壤(就产生CO2而言)和厌氧土壤(就产生CH4而言)的补偿热响应可能是相似的。然而，直到现在，还没有尝试去检验微生物产甲烷是否对温度变化表现出补偿性反应。为了研究厌氧土壤微生物产甲烷对温度变化的补偿响应，聂明团队在大兴安岭(GKR)的4个试验点、长江三角洲的4个试验点和青藏高原(TP)采集了湿地土壤样品。因为土壤中产CH4群落和物理化性质存在差异，所以选取了GKR、TP地区土壤样品。在这些差异土壤中，产CH4菌对温度变化的热响应可能存在很大差异，利用这些土壤样品可以得到令人信服地微生物CH4呼吸对温度变化的补偿响应及其潜在机制。

华中科技大学光学与电子信息学院张建兵团队长期致力于硫化铅（PbS）和硒化铅（PbSe）红外量子点的合成及其光电器件研究，近两年团队取得了系列进展。在本系列中，我们将为大家展示课题组在基于PbS、PbSe量子点的红外太阳能电池领域的研究进展。

该研究首次实现了利用化学发光技术同时检测抗坏血酸和多巴胺，并有效区分了两者的发光特性。通过动态调控化学发光动力学曲线，该传感器展示了卓越的检测灵敏度和选择性，能够在精神类疾病患者的尿液中进行AA和DA的同步检测。这项研究为生物标志物的快速检测和多成分同时识别提供了新策略，也为传感器领域带来了新的可能性。

工业中二甲苯同分异构体的分离与纯化是一项重要且极具挑战的任务。开发高效的吸附剂对于实施用于工业分离这些异构体的模拟移动床技术至关重要。浙江大学任其龙院士、鲍宗必教授团队和美国罗格斯大学李静教授团队在最近一次的Science期刊中发表了相关研究进展。该团队研究了一种高效的聚合物材料Mn-dhbq，对二甲苯异构体具有非常独特的识别和捕获能力。在不同的温度下，对邻，间，对-二甲苯有不同的吸附捕获性能。精巧的结构赋予这种多孔材料超高的灵活性和稳定性，展现良好的吸附能力，高选择性，模拟工业条件下的动力学反应。这项研究为工业中二甲苯的分离与纯化工艺提供了一种高效节能的吸附替代方法。

近日，中国科学院动物研究所杜卫国团队和刘峰团队联合在Molecular Biology and Evolution上发表了题为《Genetically encoded lizard color divergence for camouflage and thermoregulation》的研究成果，北京易科泰生态技术公司首席科学家于长青教授为共同作者参与了实验研究。该成果以青藏高原分布的贵德沙蜥（Phrynocephalus putjatai）物种为研究对象，综合野外生态实验、基因组测序和遗传验证等手段，论证了贵德沙蜥体色本地适应的驱动力和分子机制。

高温超导物理机制的理解是一个凝聚态物理领域世纪性的课题。范德华异质结为量子现象提供了新的材料作为模型系统。近日，国际合作团队（团队成员来自美国伯克利大学，斯坦福大学，中国上海南京以及日本韩国等课题组）研究石墨烯/氮化硼范德华异质结具有可调控超导性质的工作发表在《自然》杂志上。在温度低于1K的时候，该异质结的超导的特特性开始出现，电阻出现一个明显的降低，出现一个I-V电学曲线的平台。

欧盟联合研究中心的Zarco-Tejada研究团队与欧洲、澳大利亚等大学和科研机构合作，在意大利南部对这种病菌进行跟踪调查和特征分析。通过无人机搭载的高光谱相机和红外热成像相机分别从光谱特性和冠层温度两方面对橄榄进行检测，从中识别病害植株并对其特性进行分析。

近日，首都医科大学附属北京地坛医院张福杰教授团队与清华大学医学院郭永团队合作，比较了ddPCR与实时荧光定量PCR（RT-PCR）在新冠病毒检测中的应用，并利用ddPCR 评估了SARS-CoV-2病毒载量在不同样本中的差异以及在疾病进程中的动态变化，发现痰标本更能反应体内病毒复制水平，定量监测下呼吸道样本的病毒载量有助于评估疾病进程。该研究结果于3月28日在Clinical Infectious Diseases上发表。

自2018年起，带着来自VCU资助的Einscan Pro 2X多功能3D扫描仪，Bernard K.Means每年在北阿坎德邦都要待上数月，与HNB加瓦尔大学的团队一起，每天忙于扫描各种雕塑、文物和化石， 并乐此不疲。“如果没有3D扫描仪，我的研究不可能如此成功。”

近日北京中医药大学的周玉美老师及其团队研究了TMDCT在调节Treg/Th17细胞免疫平衡中的作用和其相关的潜在代谢和肠道生物标志物。相关成果发布在英文学术期刊《Frontiers》上。