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[专家学者] 华南理工大学材料学院曹镛院士

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发表于 2017-3-5 16:15:42 | 显示全部楼层 |阅读模式
       曹镛,男,华南理工大学教授。1941年10月生,1959年高中毕业于湖南长沙一中, 1965年毕业于原苏联列宁格勒大学化学系,化学学士。1979-1981,大学日本东京大学化学系物理化学黑田研进修, 1987年获东京大学理学博士。1966年至1988年任职中国科学院化学研究所. 1988年至1990年美国加州大学圣巴巴拉分校高分子及有机固体研究所资深研究员。1990年至1998年美国加州圣巴巴拉UNIAX公司资深研究员, Fellow。1998年至今华南理工大学材料学院教授, 2001年当选中国科学院院士。
           1998年前主要在钱人元先生,黑田晴雄教授及A.J. Heeger教授指导下从事有机固体,导电聚合物的结构与性能关系及发光材料与器件研究,曾合作提出了“对阴离子诱导加工性”新概念,实现了使高导聚苯胺从非极性有机溶剂或通用高分子熔体中加工成高导电材料; 首次在国际上实现可弯曲的大面积塑料发光二极管;通过对发光高分子材料与金属电极界面特性的研究,改进了器件的长期工作稳定性;提出在聚合物发光二极管中电荧光量子效率有可能突破25% 的量子统计规则.,1998年后加入华南理工大学成立化学与物理,材料与器件交叉学科的确高分子光电材料与器件研究所.主要参与合成一系列新型(含硒,含硅)等窄带隙光电高分子材料及单链白光材料,新型三线态材料与器件的研究等;首次实现用银胶做阴极的全印刷发光器件;报道了一种能量转换效率可以达到5%的异质结聚合物太阳电池新型给体材料.
            在光电高分子材料及器件研究方面据ISI检索(据SCI-EXPANDED 数据库, Citation report 2008-8-4 检索报告), 共发表有关论文398篇,他人引用总计超过6000余次, h-因子55;作为CO-INVENTOR已获得授权美国专利21项,中国专利2项.。参与获得1988年国家自然科学二等奖等。据美国ISI公司统计,1991年至2000年10年间全世界在导电聚合物领域发表论文和被引用情况,按被引用最多的论文排名,曹镛教授发表在《Nature》上的有关柔性LED的论文排名第2,发表在《Synth.Met.》上的有关对阴离子诱导掺杂制备可溶性导电聚苯胺的论文排名第6;按作者排名,他发表的论文总数排名第10,平均每篇论文被引用数排名第5。

曹镛

曹镛
人物经历
1965年,曹镛毕业于原苏联列宁格勒大学化学系,获得化学学士学位。
1966年,曹镛进入中国科学院化学研究所工作(至1988年),先后担任研究员(1986年晋升)、博士生导师(1988年被国务院学位委员会批准)。
1975年,曹镛在钱人元领导下开始从事有机固体及导电聚合物研究。
1979年,曹镛前往日本东京大学化学系物理化学专业进修(至1981年)。
1987年,曹镛获得日本东京大学理学博士学位。
1988年,曹镛担任美国加州大学圣塔芭芭拉分校高分子及有机固体研究所资深研究员(至1990年)。
1990年,曹镛担任美国加州圣巴巴拉UNIAX公司资深研究员(至1998年)。
1998年,曹镛担任华南理工大学材料学院教授、高分子光电材料及器件研究所所长。
2001年,曹镛当选为中国科学院院士。
2008年,曹镛当选为发展中国家科学院院士


曹镛在光电高分子材料及器件研究方面共发表有关论文350余篇。
1)Structure of trans-polyacetylene prepared by rare-earth catalyst Makromol. Chem., Rapid Commun., 3(10)(1982)687-92 Cao, yong; Qian, Renyuan; Wang Fosong; Zhao, Xiaojing
2) Spectroscopic and electrical characterization of some aniline oligomers and polyaniline Synth. Met., 16(3)(1986)305-15 Yong Cao; Suzhen Li; Zhijiann Xue; Ding Guo
3) Soluble polyaniline Li, Suzhen; Cao, Yong; Xue, Zhijian Synth. Met., 20(2)(1987)141-9
4) Counter-ion induced processibility of conducting polyaniline and of conducting polyblends of polyaniline in bulk polymers Cao, Yong; Smith, Paul; Heeger, Alan J. Synth. Met., 48(1)(1992)91-7
5) Flexible light-emitting diodes made from soluble conducting polymers; Gustafsson, G.; Cao, Y.; Treacy, G. M.; Klavetter, F.; Colaneri, N.; Heeger, A. J. Nature (London), 357(6378)(1992)477-9
6) Improved quantum efficiency for electroluminescence in semiconducting polymers。 Y. Cao, I. D. Parker, G. Yu, C. Zhang and A.J. Heeger, Nature (London), 397(6718)(1999)414
7) Highly efficient electrophosphorescent devices based on conjugated polymers doped with iridium complexes Weiguo Zhu, Yueqi Mo, Min Yuan, Wei Yang, Yong Cao* Appl. Phys. Lett. 2002, 80, 2045
8) High-Efficiency,Environment-Friendly Electroluminescent Polymers with Stable High Work Function Metal as a Cathode: Green- and Yellow-Emitting Conjugated Polyfluorene Polyelectrolytes and Their Neutral Precursors Fei Huang, Lintao Hou, Hongbin Wu, Xiaohui Wang, Huilin Shen, Wei Cao, Wei Yang, Yong Cao* J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 9845
9) Efficient electron injection from a bilayer cathode consisting of aluminum and alcohol-water-solubleconjugated polymers Wu, H. B.; Huang, F.; Mo, Y. Q.; Yang, W.; Wang, D. L.; Peng, J. B.; Cao, Y.* Adv. Mater. 2004, 16 (20): 1826
10) Polymer Light-Emitting Diodes with Cathodes Printed from Conducting Ag Paste Wenjin Zeng, Hongbin Wu, Chi Zhang, Fei Huang, Junbiao Peng, Wei Yang, and YongCao* Adv. Mater., 19(2007)810
11) High-Efficiency White-Light Emission from a Single Copolymer: Fluorescent Blue, Green, and Red Chromophores on a Conjugated Polymer Backbone** Jie Luo, Xianzhen Li, Qiong Hou, Junbiao Peng, Wei Yang, and Yong Cao* Adv. Mater., 19(2007)1113
12) High-performance polymer heterojunction solar cells of a polysilafluorene derivative Ergang Wang, Li Wang, Linfeng Lan, Chan Luo, Wenliu Zhuang,, Junbiao Peng, and Yong Cao* Appl. Phys. Letter, 92(2008)0333307
13) High-Triplet-Energy Poly(9,90-bis(2-ethylhexyl)-3,6-fluorene) as Host for Blue and Green Phosphorescent Complexes Zhonglian Wu, Yan Xiong, Jianhua Zou, Lei Wang, Jincheng Liu, Qiliang Chen, Wei Yang, Junbiao Peng, and Yong Cao* Adv. Mater. 20(2008)2359
14) Efficient Single Active Layer Electrophosphorescent White Polymer Light-Emitting Diodes HongbinWu, Jianhua Zou, Feng Liu, Lei Wang, Alexander Mikhailovsky, Guillermo C. Bazan*, Wei Yang, and Yong Cao* Adv. Mater. 20(2008)696
发明专利
1) Processible forms of electrically conductive polyaniline, Y. Cao, P. Smith and A.J. Heeger, U.S. patent 5,232,631 (1993)
2) Optical quality transparent conductors, Electrically active polymer compositions P.Smith, A. J. Heeger, Y. Cao U.S. Patent, 5968416 (1999)
3) Electrically active polymer compositions and their use in efficient, low operating voltage, polymer light-emitting diodes with air-stable cathodes Yong Cao US patent 6284435(2001)
4)ultra-thin layer alkaline earth metals as stable electron-injecting cathodes for polymer light emitting diodes Yong Cao U.S. patent 6,452,218(2002)
5) Thin metal-oxide layer as stable electron-injecting electrode for light emitting diodes Yong Cao U.S. patent 6,563,262
6) High resistance polyaniline useful in high efficiency pixellated polymer electronic displays Chi Zhang, Yong Cao U.S. patent 6,866,946

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发表于 2018-3-14 16:47:03 | 显示全部楼层
“相当一段时期内,OLED和LCD仍将共生共存,相互补充,而不是完全取代。” 中国科学院院士曹镛在“2017首届中国柔性显示技术(材料)国际论坛”上接受新材料在线采访时表示,目前,OLED材料的稳定性以及封装密闭性技术还有待提高,OLED成本还很高,尚待新的技术和材料突破,OLED还有很大的发展空间。

曹镛院士解释说,LCD和OLED谁占主导,取决于产品的性能价格比,是由市场来决定。

柔性AMOLED是新型半导体显示技术之一,也是在中小尺寸显示屏领域中正在成为主流趋势的技术。随着5G互联网时代的到来,柔性显示技术将扮演不可或缺的角色。

“现在柔性显示是未来发展的方向。”曹镛院士表示。

以柔性全色OLED显示屏为例,目前三星生产的OLED屏可以实现弯曲,再下一步就是要做到可卷,最后是做到可对折。曹镛院士认为,只有能做到对折才能算是真正的柔性屏。 目前类似于IphoneX的做法是在一个玻璃衬底的基础上贴在上面,从而实现弯曲。华南理工的做法则是把玻璃衬底换成金属氧化物,这样不仅面积更大,而且成本较低。

据记者了解,包括国际巨头三星、LGD、JOLED以及京东方、华星光电、维信诺、和辉光电、新纶科技等早已投入数千亿元深耕柔性显示。

对于目前热的QLED,曹镛院士认为,目前的QLED电视不过是另一种背光源,真正的QLED应该是主动发光。

对于Micro-LED,曹镛院士认为其最佳的领域在于AR显示等小尺寸领域。

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发表于 2018-12-7 14:21:54 | 显示全部楼层
曹镛院士团队AEM:适用于温室应用的半透明聚合物太阳能电池
曹镛院士团队的叶轩立课题组提出了波长选择性的半透明聚合物太阳能电池(ST-PSC)可用于温室应用(例如,植物生长)。结合宽带隙的三元非富勒烯和富勒烯太阳能电池的效率超过10%。基于J52:IEICO-4F:PC71BM三元混合物的ST-PSC的效率为7.75%,并且作物生长因子为24.8%。半透明器件的透射光谱与光感受器的吸收光谱很好地匹配,例如绿色植物中的叶绿素,这提供充足的光照条件用于光合作用和植物生长。


半透明聚合物太阳能电池

半透明聚合物太阳能电池

Shi H, Xia R, Zhang G, etal. Spectral Engineering of Semitransparent Polymer Solar Cells for Greenhouse Applications[J]. Advanced Energy Materials, 2018.
DOI: 10.1002/aenm.201803438
https://doi.org/10.1002/aenm.201803438

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发表于 2019-3-22 16:45:19 | 显示全部楼层
 华南理工大学曹镛院士团队基于自主研发的酰亚胺功能化苯并三唑宽带隙聚合物,首次制备了能量转换效率超过16%的单节二元有机太阳电池
  有机太阳电池可通过调节有机半导体材料的分子结构满足不同方面的功能需求,且最终产品可实现便携式、多样化应用,近年来受到学术界和工业界的广泛关注。新型有机光活性材料(包括电子给体和电子受体)的设计与匹配对于有机太阳电池的能量转换效率至关重要。对于电子给体材料而言,较深的最高占据分子轨道(HOMO)能级有利于开路电压的提升。然而,当将这种给体与HOMO能级更浅的受体匹配时,会增加电荷分离的难度。更重要的是,用于增强受体吸光能力的化学策略通常会导致分子聚集能力同步增强,从而影响光活性层的相分离可控性。因此,为了平衡光伏参数,提高能量转换效率,给体-受体组合应同时满足吸收光谱互补、电学能级匹配、薄膜形貌可控等条件。
  最近,华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室曹镛院士团队自主开发的基于酰亚胺功能化苯并三唑(TzBI)的宽带隙聚合物给体P2F-EHp与非富勒烯受体材料BTPT-4F和BTPTT-4F(或称为Y6)匹配,在吸收互补和能级匹配的基础上,通过进一步的薄膜形貌精细优化,实现了超过16%的能量转换效率,这是文献报道中单节有机太阳电池的最高转换效率记录,展示了PTzBI类聚合物给体的巨大应用潜力。论文第一作者为华南理工大学樊宝兵、张荻非、李美静,通讯作者为黄飞教授应磊研究员

有机太阳电池

有机太阳电池
  该研究结果以“Achieving over 16% efficiency for single-junction organic solar cells”为题在线发表于SCIENCE CHINA Chemistry。

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发表于 2019-10-6 20:50:42 | 显示全部楼层
2019年9月22日上午10:30在图书馆报告厅,973计划首席科学家、中国科学院曹镛院士受长沙理工大学材料科学与工程学院邀请作题为“全印刷有机/高分子光电材料与器件的进展与展望”学术报告。报告会前,校长曹一家专门会见了曹镛院士,曹校长代表党委、行政对院士专程来我校材料学院指导工作表示热烈欢迎,曹院士对长沙理工大学材料学院的邀请表示诚挚的感谢,学术报告会由校长曹一家主持。他介绍了曹镛院士的学术成就并致欢迎辞,材料学院三百余名师生出席了此次院士学术报告会。

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       本次学术报告会,曹院士对有机光电材料与器件研究领域近年来的重要进展,结合华南理工大学光电所团队近年在全印刷聚合物发光显示屏及聚合物太阳电池领域的相关工作做一简要汇报。并就相关领域的需要解决的主要科学问题及应用前景进行讨论。时长一个半小时的精彩的学术报告及院士一直站着宣讲,深深感染着全场师生。
       现场师生围绕感兴趣的问题与曹院士进行了深入探讨,年逾古稀的曹院士都是站着回答师生问题,曹院士对师生的尊重、渊博的知识照亮了学生的心灵窗户、开阔了学生的学术视野,为推动我校材料科学ESI学科建设和增强我校材料科学协同创新能力营造了良好的学术氛围。


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