中国科学院化学研究所分子纳米结构与纳米技术实验室胡劲松

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中国科学院化学研究所研究员,博士生导师, 引进杰出青年人才计划入选者
Tel/Fax: 010-82613929，Email: hujs@iccas.ac.cn  
个人简介
1977.5      出生于安徽
2002.8 －2005.6  中国科学院化学研究所，获博士学位(白春礼院士、万立骏院士)
2005.7 －2007.9  中国科学院化学研究所，助理研究员
2007.10－2010.6  中国科学院化学研究所，副研究员
2007.12－2008.3  香港城市大学访问研究(李述汤院士组)
2008.6 －2011.6  美国哈佛大学，Research Associate (Prof. Charles M. Lieber)
2011.3 －至今    入选中科院化学所“引进杰出青年人才计划”
中国科学院化学研究所，研究员，博士生导师，课题组长
工作简介
目前研究工作主要集中于能源转换器件（太阳能电池、太阳能制氢、燃料电池等）用新型纳米材料的开发、高效微生物能量转换材料与系统等方面。在Nature Commun.、PNAS、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem.、Adv. Mater.等期刊上发表了SCI论文80多篇，这些论文已被SCI他人引用7000多次。著有英文专著章节1章，已授权专利8项。主持完成了国家自然科学基金两项。正承担国家自然科学基金面上项目、国家自然科学基金委重大研究计划的重点项目课题和中科院化学引进人才项目。作为骨干正参与国家自然科学基金和973等多项研究工作。
主要荣誉及获奖
2011年    入选化学所“引进海外杰出青年人才计划”
2007年    全国百篇优秀博士学位论文提名论文
2006年    中国化学会青年化学奖
2006年    中国科学院优秀博士学位论文
2005年    中国科学院院长奖优秀奖

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作为一种新型的二维半导体材料，黑磷因其独特的面内各向异性引起了研究人员的广泛关注。近期，几种其它面内各向异性二维材料（如ReS2、ReSe2；SnS、GeSe等）也被相继报道。此类材料独特的面内各向异性使其区别于以往的石墨烯、MoS2等面内各向同性二维材料，表现出特殊的电学、光学、机械和热学性能，并被成功应用于集成电路中的反相器、基于晶向的二极管、人造突触和偏振光光电探测器等器件中。其中，偏振光探测由于在通信中的重要地位，被认为是近年来非常有发展潜力的一个研究领域。目前，基于黑磷、ReS2、GeSe等面内各向异性材料的偏振光探测虽性能优异，但因上述材料带隙均较小(< 2 eV)，在进行短波段光偏振探测时还需复杂及昂贵的光学系统将其理想的光探范围调至短波段。

近期，中国科学院化学研究所胡劲松研究员课题组与北京大学张耿民教授课题组等合作提出一种具有较宽带隙的面内各向异性材料—GeSe2 (2.74 eV)。研究人员首先通过理论计算研究了GeSe2沿面内的能带结构，其在x方向和y方向的空穴有效质量分别为～0.755 m0和～1.562 m0，从理论上证实了其面内各向异性。然后，通过角分辨拉曼光谱和角分辨电导测试，显示了其显著的面内振动和电导各向异性。随后，基于单个GeSe2纳米片构筑了光电探测器。在不同方向的450 nm偏振光照射下表现出显著的光电流差异，体现了该材料在短波区域优异的偏振光探测性能。最后，通过实验和DFT理论计算表明GeSe2具有较高的吸附氧活化能(2.12 eV；远高于黑磷的0.71 eV)，因而表现优异的空气稳定性。该研究成果以“Air-Stable In-Plane Anisotropic GeSe2 for Highly Polarization-Sensitive Photodetection in Short Wave Region”为题发表在Journal of the American Chemical Society期刊上。博士研究生杨雨思和刘顺畅为共同第一作者，薛丁江副研究员为共同通讯作者。该工作刚刚上线后即受到《物理化学学报》的关注，以《二维GeSe2面内各向异性及短波偏振光探测研究》为题在该学报以“亮点”形式进行了专题报道 (Acta Phys.–Chim Sin., 2018, DOI: 10.3866/PKU.WHXB201803142)。

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在有效的电催化剂中通常需要Ni或Co用于析氧反应（OER）。尽管Fe更丰富且更便宜，但富Fe或富Fe催化剂的活性不足。胡劲松团队研究发现，Se掺杂可以极大地促进FeOOH上的OER，并开发出一种原位电化学活化策略，通过FeSe预催化剂制备Se掺杂的FeOOH电极。研究证明，Se掺杂使FeOOH成为一种有效且低成本的OER电催化剂。通过优化电极结构，可以在348 mV的低过电位下确保500 mA cm-2的工业级OER电流输出。将这种富Fe的OER电极应用在实际太阳能驱动的水分解系统，高效稳定的太阳能-氢效率为18.55％。

Niu, S.; Jiang, W.-J.; Wei, Z.; Tang, T.; Ma,J.; Hu, J.-S.; Wan, L.-J. Se-Doping Activates FeOOH for Cost-Effective and Efficient Electrochemical Water Oxidation. Journal of the American Chemical Society, 2019.

DOI: 10.1021/jacs.9b01214

https://doi.org/10.1021/jacs.9b01214

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中国科学院化学所的胡劲松课题组通通过使用金红石和锐钛矿TiO2电子传输层（ETL）来研究在钙钛矿太阳能电池的结晶相依赖性电荷收集。研究表明，金红石型TiO2 ETL增强了电子向FTO的提取和输送，并且由于其更好的导电性和改善的与MAPbI3层的界面，减少了复合。此外，这也可归因于金红石型TiO2与钙钛矿晶粒更好地匹配，并且陷阱密度更小 因此，与锐钛矿TiO2 ETL相比，基于金红石TiO2 ETL的MAPbI3 电池具有显着增强的性能，最高效率为20.9％，开路电压高达1.17 V。

DanWang, Yongling Wang, Jiawei Wa, Jie Ding, Jinsong Hu. Rutile TiO₂ Electron Transport Layer Enhances Charge Collection for Efficient Perovskite Solar Cells. Angewandte Chemie International Edition, 2019.

DOI:10.1002/anie.201902984

https://doi.org/10.1002/anie.201902984