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近日，我校化学学院21级强基班本科生程嘉硕同学的学术论文《钛单原子修饰的炭黑以及碳纳米管：通过模块化双碳电极优化碳基钙钛矿太阳能电池电荷的传输动力学》（Single-Atom Ti Decorated Carbon Black and Carbon Nanotubes: Modular Dual-Carbon Electrode for Optimizing the Charge Transport Kinetics of Perovskite Solar Cells）在材料学领域顶级期刊《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）在线发表。程嘉硕同学为论文第一作者，化学学院指导教师史彦涛教授为通讯作者。化学学院2021级强基班本科生刘立达同学也为本篇论文作出了重要贡献，被列为本文的第二作者。

本文器件结构及性能提升示意图

得益于强基计划“一班一策略、一人一方案、一生一导师”的个性化的培养模式，程嘉硕大二年级便加入史彦涛教授的课题组，并对新型钙钛矿太阳能电池领域产生了浓厚的兴趣。通过深入学习，程嘉硕认识到以碳材料替代金属材料作为电极可以提升钙钛矿太阳能电池的稳定性，却存在与相邻功能层能级失配等问题。结合课题组在先进催化材料领域的研究成果，他认为将单原子级分散的钛原子担载于炭黑表面，可以实现对碳材料能级的精确调控，降低界面处的电荷注入势垒，从而提升器件的整体效率。

在史彦涛教授的指导以及国家级大学生创新创业训练计划项目和我校“优秀本科生基础研究专项”的资助下，程嘉硕充分利用化学强基班特色的化学研究训练课程，以及课余和寒暑假时间，完成炭黑担载钛单原子的碳电极材料Ti₁/CB的制备，其功函数从4.02eV提高到4.26eV，实现了与相邻功能层的良好匹配。随后，在碳电极中引入了一维碳纳米管，通过其与零维炭黑的协同作用形成了具有优异界面接触性能的弹性导电网络，为高效的载流子转移提供了有利条件。这些策略使得碳基钙钛矿太阳能电池的光电转化效率显著提高至22.45%。在连续工作1000小时后，其光电转化效率仍保持在初始值的95%以上，展现出卓越的稳定性。

该成果再次彰显了我校在基础学科拔尖创新人才培养方面取得的良好成效。未来，化学学院将进一步探索基础科学领域人才的长周期、贯通式培养模式，努力打造卓越人才培养体系，为国家的科技自立自强贡献力量。

原文链接：https://jxhml.com/doi/abs/10.1002/adfm.202409533?msockid=02410ed9d9986f350ed01ce5d8d26e43