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[专家学者] 中国科学院化学研究所有机固体实验室李永舫

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发表于 2017-9-14 09:37:58 | 显示全部楼层 |阅读模式
李永舫中国科学院化学研究所研究员、苏州大学材料与化学化工学部教授,2013年当选中科院院士。1986年在复旦大学获博士学位。主要研究领域是有机/聚合物太阳能电池光伏材料和器件以及钙钛矿太阳能电池。已发表研究论文600多篇,学术会议邀请报告120多次。发表论文已被他引35000余次,h-因子93。1998年获人事部授予中青年有突出贡献专家称号,1995年获国家自然科学奖二等奖(第二完成人)、2005年获北京市科学技术奖一等奖(第一完成人)、2012年获美国化学会授予高分子学术报告奖。入选科睿唯安(Clarivate Analytics)公司发布的2014材料科学领域以及2015至2018化学和材料科学两个领域Highly cited researchers名单。

李永舫

李永舫
李永舫,男,1948年8月10日生于重庆,籍贯河南睢县。                                            
博士,高分子化学、物理化学专家,中国科学院院士。
中国科学院化学研究所有机固体重点实验室研究员,苏州大学材料与化学化工学部特聘教授。
教育简历
1966届高中,1977级大学 华东化工学院现华东理工大学抗菌素专业
1982年在华东化工学院(现华东理工大学)化学系获硕士学位
专业:物理化学;研究方向:化学热力学和物质结构
1986年在复旦大学化学系获博士学位
专业:物理化学;研究方向:电极过程动力学;导师:吴浩青院士
工作简历
1986-1988中科院化学所博士后(专业:高分子物理化学;研究方向:导电聚合物电化学;合作导师:钱人元院士)
1988年博士后出站后留化学所工作,1993年晋升研究员,1996年被评为博士生导师。
曾于1988年10月至1991年4月、1992年10月至1993年元月、1994年元月至1994年4月到日本文部省分子科学研究所井口洋夫教授(日本学士院院士、中国科学院外籍院士)实验室进行访问研究;
1997年6月至1998年6月到美国University of California at Santa Barbara(UCSB)Alan J. Heeger教授(2000年诺贝尔化学奖获得者、美国科学院院士、中国科学院外籍院士)实验室进行访问研究;
1998年10月至11月到日本分子科学研究所日本学术振兴会(JSPS)访问教授;
2000年2月至5月到美国University of California at Los Angeles (UCLA) Yang Yang教授实验室高访(国家留学基金资助)。
研究兴趣
聚合物太阳能电池光伏材料,包括共轭聚合物给体和受体光伏材料,新型富勒烯衍生物受体光伏材料,可溶液加工有机分子光伏材料等。
无机半导体纳米晶的制备及其在聚合物太阳能电池和电致发光中的应用。
导电聚合物电化学和导电聚合物透明电极材料。
活性层中给体和受体材料
       聚合物太阳能电池由共轭聚合物给体和富勒烯衍生物受体的共混膜(活性层)夹在ITO 透明导电玻璃正极和低功函数金属负极之间所组成,具有制备过程简单、成本低、重量轻、可制备成柔性器件等突出优点,近年来成为国内外研究前沿和热点。当前研究的焦点是提高器件的光电能量转换效率,而提高效率的关键是高效共轭聚合物给体和富勒烯衍生物受体光伏材料。我们对给受体的设计理念,可以用下图表示。
界面修饰层材料
       传统器件结构使用透明导电聚合物PEDOT: PSS修饰ITO电极作为正极、低功函数活泼金属作为负极。PEDOT: PSS修饰层由酸性PEDOT: PSS水溶液旋涂在ITO玻璃上,酸性PEDOT: PSS对ITO具有腐蚀作用,同时器件顶部的活泼金属负极极易与环境中的水氧发生反应,这些严重影响器件的稳定性和工作寿命。这就要求开发一些界面修饰层材料提高器件稳定性。


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发表于 2018-5-28 11:37:36 | 显示全部楼层
5月17日,应西安建筑科技大学材料与矿资学院云斯宁教授的邀请,著名高分子化学家中国科学院院士李永舫访问我校,并在工科楼一楼报告厅为我校两百余位师生举行了报告。本次报告会由我校研究生院、科技处主办,材料与矿资学院承办,材料与矿资学院院长肖国庆教授主持了报告会。        
李永舫院士做了主题为“天道酬勤——我的人生和科研感悟兼谈聚合物太阳电池最新研究进展”的报告。李院士与师生分享了他年轻时艰苦奋斗的往事、在科研工作中认真客观的态度、科研选题时“细心观察,大胆假设,得出结论”的珍贵经验,以及培养研究生的心得体会。随后,他介绍了其课题组在有机/聚合物太阳能电池领域的研究进展,以及在聚合物给体侧链工程领域取得的最新成果。

李永舫

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发表于 2018-11-22 15:14:25 | 显示全部楼层
李永舫JACS:效率超过21%,共轭聚合物增强钙钛矿的热稳定性
UCLA的杨阳教授联合李永舫院士团队采用一种低成本,稳定的共轭聚合物(PTQ10)作为平面n-i-p结构钙钛矿太阳能电池中的界面层。聚合物在热退火之前,将其应用于钙钛矿中间相。这种策略显着减少了热退火过程中表面有机阳离子的损失。重要的是,钙钛矿晶体显示出更优先的取向和聚合物的能级匹配有利于提高电池的性能。组装的器件效率高达21.2%,填充因子突破81.6%,也表现出很好的环境和热稳定性。

共轭聚合物增强钙钛矿

共轭聚合物增强钙钛矿


Meng L, et al. Tailored phase conversion underconjugated polymer enables thermally stable perovskite solar cells with efficiency exceeding 21%[J]. Journal of the American Chemical Society, 2018.
DOI: 10.1021/jacs.8b10520
https://doi.org/10.1021/jacs.8b10520

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发表于 2018-12-13 12:57:35 | 显示全部楼层
李永舫&闵杰EES:逐层溶液法制备高效非富勒烯有机太阳能电池
逐层(LbL)溶液法是用于大规模制造有机太阳能电池(OSC)的成本有效的技术。武汉大学高等研究院闵杰联合李永舫院士团队等使用PTQ10 /J71作为供体,ITC6-IC / IDIC / MeIC / ITCPTC / ITIC分别作为非富勒烯受体(NFA)。与传统的本体异质结(BHJ)OSC相比,相应的溶液处理LbL器件表现出更高效率。进一步,采用刮刀工艺制造大面积LbL OSC。基于J71 / ITC6-IC和PTQ10 / IDIC LbL (有效面积为1.00 cm2) 的两个器件效率均超过10%,这是迄今为止文献中报道的大面积LbL OSC的纪录效率。

有机太阳能电池

有机太阳能电池

Min J, et al. A Universal Layer-by-Layer Solution-Processing Approach for Efficient Non-fullerene Organic Solar Cells[J].Energy & Environmental Science, 2019.
DOI: 10.1039/C8EE02560F
http://dx.doi.org/10.1039/C8EE02560F

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发表于 2019-1-21 19:23:29 | 显示全部楼层
 2019年1月8日,2018年度国家科技奖励大会在北京人民大会堂隆重举行。党和国家领导人习近平、李克强、王沪宁、韩正等出席大会并向获得国家最高科学技术奖、国家自然科学奖、国家技术发明奖、国家科学技术进步奖和中华人民共和国国际科学技术合作奖的代表颁奖。中共中央政治局委员、国务院副总理刘鹤在大会上宣读了《国务院关于2018年度国家科学技术奖励的决定》。2018年度国家科学技术奖共授奖278个项目和7名科技专家。


  化学所完成的项目“带共轭侧链的聚合物给体和茚双加成富勒烯受体光伏材料”(完成人:李永舫、侯剑辉、何有军、霍利军、赵光金)荣获2018年国家自然科学二等奖


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发表于 2019-5-6 17:12:03 | 显示全部楼层
他是我国著名的高分子化学、物理化学专家,多年来持续专注于电化学和聚合物太阳能电池领域的研究,多项成果获得国家自然科学奖、北京市科技技术奖。

进入新世纪以来,他带领团队投入聚合物太阳能电池光伏材料的研究,在延续其柔性、半透明优势的同时,大大提升了该材料的光能转化效率,被称为“光能转化的探索者”。他就是中国科学院院士、中国科学院化学研究所研究员李永舫。

李永舫的成长经历并不轻松,从小在农村长大,29岁才考上大学。之后,凭着 “天道酬勤”的信念,他以坚强的意志走出了一条属于自己的科研道路。如今,古稀之年的李永舫仍然扑在教学、科研的第一线,每周都去实验室参与科研,期盼着能让阳光成为绿色能源真正走进千家万户。更令人感动的是,他还坚持给每一届中国科学院大学的本科生上《化学原理》基础课。李永舫说,这些孩子们是国家未来科技振兴的希望。

农药厂的“叔叔”考上了大学

李永舫生于1948年。对于名字中的“舫”字,他说还有一段渊源。自己出生时,父亲正从南京前往川渝地区公干,随同前往的母亲临产,他就降生在四川渠江上的一条船里。“后来起名字,就专门带了一个‘舟’偏旁,以示纪念。”李永舫说。

童年的李永舫跟随父亲回到了河南睢县老家,成为了农家子弟。他很聪明,从小学、初中到高中,学习成绩在学校一直名列前茅。当时,李永舫的梦想就是考上清华大学。但是,1966年高中毕业时,他却在“文革”的大潮中失去了高考的机会。1968年,李永舫回到农村做农民。两年后,一个偶然的机会,他来到县城的微生物农药厂当上了化验员。“想上大学,但是没办法,有时候厂里来大学生实习,不管是哪个学校的,我都非常羡慕。”李永舫说。

一晃到了1977年,29岁的李永舫业已成家,有了孩子。就在这一年,中断已久的高考重新恢复。得知消息的李永舫第一时间报了名。那一年,他和全国570多万考生一起走进了考场。虽然高中毕业已11年,但李永舫的知识积累并没有减少,加上充分的备考,最后四门科目总分超过350分,其中,数学考了99分、理化考了94分。就这样,他被当时的华东化工学院录取。

1978年2月,29岁的李永舫辞去了微生物农药厂的工作,告别父母和自己农村家里的妻儿,怀揣录取通知书登上了商丘开往上海的火车。这趟开往大学的“列车”迟到了11年半,也从此指引他走上了学术研究的道路。

年龄差异巨大是那届大学生的普遍特点。李永舫笑道,他们班既有他这样的“叔叔”,也有1960年出生,当时才18岁的小姑娘、小伙子,“同宿舍的6位同学里就数我年龄最大。”

八年时间完成本硕博“三级跳”

在大学里,李永舫攻读的是抗菌素专业。他坦言,自己最喜欢的是数学和物理。之所以第一志愿报考这个专业,与上大学前自己在微生物农药厂化验室的工作有很大关系,希望自己的工作经历能够增加被抗菌素专业录取的可能性。

象牙塔的学术世界向李永舫打开了全新的大门,他如饥似渴地学习,弥补已经错失的11年学习时光。不论严寒酷暑,李永舫坚持每天早晨4点起床,夜里10点就寝。当时的上海是全中国最洋气的城市,但是从农村出来的李永舫入学一年半,从没到市区玩过一次。

1979年,凭借优异的学习成绩,李永舫入学仅一年半就提前转入该校化学系物理化学专业攻读研究生。1982年,与他同届入学的本科同学年初大学毕业,而李永舫却在当年秋季获得硕士学位。研究生毕业后,李永舫来到复旦大学化学系继续深造,并在1986年取得了博士学位。

8年时间完成本硕博连读,这几乎是不可能完成的任务。可是,李永舫做到了。从一位庄稼汉到一位科研学者,他完成了蜕变。用李永舫的话说,这靠的是天道酬勤。

1986年,李永舫进入中科院化学所,跟随钱人元先生进行导电聚合物电化学方面的博士后研究。1988年,他留在化学所工作。在此后的30年间,李永舫一直致力于共轭高分子和聚合物太阳能电池光伏材料和器件的研究,并取得了丰硕的成果。从学至今,他先后发表SCI科研论文700多篇,绝对属于高产学者。2013年,李永舫成为中国科学院院士。

让窗户玻璃也能太阳能发电

新世纪以来,环境和能源问题越来越受到社会各界关注。随着自然化石能源的不断减少,人类将目光投向了风能、太阳能等清洁和可再生能源,相关的技术研究在不断进步。现在,不少地方都能看到一块块蓝色的太阳能电池面板,吸收光能,转化成电能。

李永舫说,这些面板大多采用了传统硅基太阳能电池,优点是能源转化效率较高,缺点是原材料生产和纯化过程耗能高、对环境有污染,同时价格也相对较高。近年来,越来越多的科学家将研究的目光投向有机聚合物光伏电池,除了因为其重量轻、价格有望降低之外,最重要的是可以制备成柔性和半透明产品。“我们可以把柔性和半透明聚合物太阳能电池做在窗玻璃上,透光、发电两不耽误。或者做在车窗上,利用阳光发电,夏天给车内降温、冬天给车内升温,甚至直接做成可穿戴电源设备,带着‘发电机’‘空调’随时出发。”

2000年,李永舫刚进入这一研究领域时,有机聚合物太阳能电池的光电转换效率非常低,只有1%左右。为了提高效率,他与研究组工作人员从聚合物光伏材料的分子设计入手,克服重重困难,使聚合物太阳能电池的光电转换效率逐步提高。现在,实验室小面积器件能量转换效率已经突破16%,“实际应用的转换效率也有望达到15%左右。同等重量下,太阳能转化效率可以达到传统硅基太阳能电池的数倍。”

李永舫说,下一步的研究目标,将是解决有机聚合物太阳能电池稳定性和大面积制备的技术难题,达到大规模产业化应用的目的,“我这一生最大的愿望就是实现有机聚合物太阳能电池的应用,让阳光成为绿色能源走进千家万户。” 给本科生讲基础课从未缺席

2014年国科大开始招收本科大学生。李永舫多了一项新任务,给本科生上《化学原理》课。这门课是所有化学专业学生的必修基础课,安排在大一年级,非常重要,李永舫很重视。至今每年给本科生上化学基础课,他从未缺席。

上周,记者在国科大玉泉路校区听了一堂李永舫的课。下午3点20分开始上课,李永舫拎着包提前10分钟来到了教室。他从包里取出教材、激光笔,把装有课件的U盘插进多媒体教学系统。上课铃声响起,李永舫开始授课。当天,他讲的是电化学中的氧化还原反应。李永舫语速不快,娓娓道来,但是知识点衔接非常紧密,讲台下学生安静听讲,没有人开小差。

讲课过程中,李永舫没有拘泥于知识传授,而是处处结合了现代技术应用。比如:讲到“盐桥”在电池中构成离子流通道的作用时,他告诉在座的学生,实际使用的电池因为追求高能量密度、体积微小化,不采用“盐桥”技术,而是采用隔膜,实现电子绝缘、离子导通。

从3点20分到5点下课,100分钟的课程,71岁的李永舫全程站立,没有休息。下课后,他认真给有疑问的学生答疑,直到学生们陆续散去,才用手捶了捶后腰,整理教具,提起包走出教室。

除了上课,李永舫这些年还走进福建、浙江、湖南、四川、河南等省份的数十所中学,与学生们座谈,分享自己“热爱+用心+努力+认真=成功”的人生感悟,介绍中国科学院大学的魅力。李永舫说,自己很珍惜跟年轻人在一起的时光。在去年国科大开学典礼上,他作为教师代表走上讲台,告诉年轻人需要把精力百分之百地用到学习、科研和教学上,在当今的信息时代少玩手机,不玩电子游戏,不看与学习和科研不相关的网络信息和手机微信。“‘天道酬勤’是我最喜欢的古训。”李永舫说。

档案

李永舫,博士、中科院化学所研究员,2012年受聘苏州大学材料与化学化工学部教授。2013年当选中科院院士。现任中国化学会监事,英国皇家化学会会士,《高分子通报》主编、《中国科学 化学》副主编、北京能源和环境学会会长。

李永舫主要从事聚合物太阳能电池光伏材料和器件的研究,已发表研究论文700多篇,国内外学术会议大会报告和邀请报告120多次。发表论文已被SCI他人引用37000余次。

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发表于 2019-11-18 09:19:37 | 显示全部楼层
中科院化学所李永舫院士等人开发了四种低成本的聚噻吩-喹喔啉衍生物(PTQ)的共聚物供体,以研究其氟化形式对其聚合物太阳能电池的电荷分离和电压损失(Vloss)的影响。该器件基于在喹喔啉A单元上带有双氟取代基的PTQ衍生物,具有高效的电荷分离和低Vloss 的优点,其效率高达16.21%。

聚合物太阳能电池

聚合物太阳能电池
AchievingFast Charge Separation and Low Nonradiative Recombination Loss by RationalFluorination for High‐Efficiency Polymer Solar Cells, AM, 2019
DOI: 10.1002/adma.201905480
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201905480

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发表于 2019-11-28 22:10:02 | 显示全部楼层
主题       天道酬勤--我的人生感悟兼谈聚合物太阳电池最新研究进展
报告时间   2019年11月18日16:00
报告地址   中山大学丰盛堂A101
主讲人     李永舫院士,中国科学院化学研究所,苏州大学
主持人      陈永明 教授


报告摘要
       聚合物太阳电池具有器件结构和制备过程简单、重量轻、可制备成柔性和半透明器件等突出优点,成为国内外研究热点领域之一。而给体和受体光伏材料的吸收互补和能级匹配是获得高效聚合物太阳电池的关键。本次报告中,主讲人将结合自身经历,介绍聚合物太阳电池的发展历史、高效给体和受体光伏材料的分子设计策略以及聚合物太阳电池光伏材料和器件的最新研究进展。并为聚合物太阳能电池指出下一步发展的方向,勉励科研工作者争取早日实现聚合物太阳电池的实际生产应用。


报告人简介
       李永舫院士于1948年出生于重庆,1986年获得复旦大学化学系物理化学专业博士学位。李永舫院士主要从事聚合物太阳电池材料和器件的研究。1998年被人事部授予“中青年有突出贡献专家”称号,2013年当选中国科学院院士。现任《高分子通报》主编、《中国科学 化学》副主编、北京市能源与环境学会会长、中国化学会监事。李永舫院士迄今已发表研究论文700 多篇,国内外学术会议大会报告和邀请报告130多次。发表论文已被SCI他人引用4万余次,h-因子102。

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发表于 2020-5-20 14:35:03 | 显示全部楼层
全小分子有机太阳能电池课题研究虽占少数,但因其电子给体受体材料的结构丰富而具有研究前景,微调给体受体共混物活性层的微观形貌对于提高全小分子有机太阳能电池的光电性能具有重要意义,苏州大学李永舫院士等合成了一系列新型小分子给体材料SM-1及硫代,氟代SM-1材料,与Y6受体材料制备的器件表现出最高的效率值为14.047%,是目前为止报道的最高效率全小分子有机太阳能电池,据研究表明,小分子的不同侧链能够显著影响其结晶度与分子排列顺序,通过侧链工程与退火工艺更有利于深入理解全小分子电池的材料开发与光伏器件的设备优化。

有机太阳能电池

有机太阳能电池
Highly Efficient All‐Small‐Molecule Organic Solar Cells with Appropriate Active Layer Morphology by Side Chain Engineering of Donor Molecules and Thermal Annealing
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201908373

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