AM、AEnM、AFM系列顶刊文章上半年高被引TOP10

AM、AEnM、AFM系列顶刊文章上半年高被引TOP10

Wiley是指1807年创立于美国的一个数据库， 是全球历史最悠久﹑最知名的学术出版商之一，享有世界第一大独立的学术图书出版商和第三大学术期刊出版商的美誉。作为wiley的三大旗舰期刊，也是材料类期刊中的顶刊代表，其中的高被引文章也是近年来科研走向的风向标。

我们根据web of science数据库，检索出版物AM、AFM、AEnM，获得了半年来高被引文章最多的10篇文章，其中包括AM 3篇，AFM 4篇、AEnM 3篇，其中可以发现太阳能电池等能源领域占据这是检索的大部分文章。

下面分享给大家，供大家学习参考。

AM：变温电子输运与偶极子极化运转的柔性多功能微传感器

我们正在经历一场以人工智能、量子信息技术、虚拟现实等为核心的重大变革，而这一切都离不开智能纳米微器件。然而，蓬勃发展的“大数据”让电磁辐射的增长带来了更大挑战。在此，中央民族大学的袁杰教授团队提出了一种创新的柔性多功能微传感器，为智能设备开辟了新的视野。在一个像元集成了“无串扰”多重感知和绿色电磁干扰屏蔽，具有良好的灵敏度和快速的信息反馈。重要的是，得益于对变温电磁响应的深刻洞察，微传感器巧妙地将电磁辐射的危害转化，进一步整合了自我力量。这一结果将刷新研究人员对下一代设备的认识，引领航空航天工程、遥感、通信、医疗、仿生机器人、假肢等领域的新方向。相关研究以“Variable-Temperature Electron Transport and Dipole Polarization Turning Flexible Multifunctional Microsensor beyond Electrical and Optical Energy”题目，发表在AM上。

文献链接：DOI: 10.1002/adma.201907156

图1柔性多功能的微传感器

AM：石墨炔衍生物作为二元有机太阳能电池的多功能固体添加剂

有机太阳能电池(OSCs)中混合氟化膜的形态调整是提高器件效率的关键方法。在各种策略中，固体添加剂被提出作为一种简单和新的方式，以实现形态调整。然而，几乎没有固体添加剂的报道。在此，华盛顿大学Ke Gao教授和中国科学院的酒同钢、 李玉良团队等成功地将氯功能化的石墨炔(GCl)用作多功能固体添加剂，并首次提高了器件效率和生产率。与对照组的15.6％效率相比，基于GCl的器件获得了创纪录的17.3％效率，其中认证效率为17.1％；随着短路电流(Jsc)和填充系数(FF)的同时增加，显示了目前最先进的二元有机太阳能电池。将GCl引入共混膜后，膜吸收的红移、结晶度的增强、明显的相分离、迁移率的提高和电荷复合的减少，协同作用下导致了Jsc和FF的增加。此外，由于GCl的非挥发性，GCl的加入大大减少了批次间的差异，有利于批量生产。这些结果表明了GCI在提高器件性能方面的作用，显示了其作为多功能固体添加剂在OSCs领域的应用前景。相关研究以“Graphdiyne Derivative as Multifunctional Solid Additive in Binary Organic Solar Cells with 17.3%Efficiency and High Reproductivity”为题目，发表在AM上。

文献链接：DOI: 10.1002/adma.201907604

图2 设备结构示意图及性能

AM：高性能PM6:Y6体异质结非富勒烯太阳能电池中自由电荷的产生

由于新型非富勒烯受体(NFAs)的发展，有机太阳能电池目前正经历第二个黄金时代。令人惊讶的是，尽管异质结处的能量抵消较低，其中一些混合物仍表现出很高的效率。在这里，德国波茨坦大学Dieter Neher教授等研究了供体聚合物PM6与NFA Y6高性能共混物中自由电荷的产生与内部电场、温度和激发能的函数关系。结果表明，无论激发能是多少，光电流产生本质上是无屏障的，效率接近统一。尽管电量产生的驱动力很小、有效的电荷分离保持在较宽的温度范围内，直到100 K。对低浓度NFA混合物的研究、能量无序的测量和理论建模表明，对Y6来说，静电界面电场足够大，可以补偿库仑解离势垒，从而辅助CT态解离。相关研究以“Barrierless Free Charge Generation in the High-Performance PM6:Y6 Bulk Heterojunction Non-Fullerene Solar Cell”为题目，发表在AM上。

文献链接：DOI: 10.1002/adma.201906763

图3 PM6和Y6的化学结构和能级、电化学性能

AFM：插层策略调节层状氧化钒的电子结构获得高性能低温锌离子电池

目前，锌离子电池(ZIBs)正负极材料的开发受到宿主结构中带多价电荷的Zn²⁺动力学缓慢的困扰。广东工业大学李成超教授等研究表明，层间掺Mn²⁺的层状氧化钒复合材料(Mn_0.15V₂O₅·nH₂O)的直接禁带宽度变窄后，在锌离子电池阴极中的电化学性能得到了显著提高。具体来说，Mn_0.15V₂O₅·nH₂O电极在电流密度为0.1 A g⁻¹的情况下，具有367 mAh g⁻¹的高特异容量;在高电流密度为10 A g⁻¹和20 A g⁻¹的情况下，经过8000次循环后，其优异的保留容量分别为153和122 mAh g⁻¹。即使在- 20℃的低温下，经过3000次循环，在2.0 A g⁻¹的电流密度下，也可以获得100 mAh g⁻¹的可逆特殊容量。其优越的电化学性能源于层状纳米结构之间的协同效应以及Mn²⁺离子与水分子的层间掺杂，可以增强循环过程中的电子/离子运输动力学和结构稳定性。通过各种超原位表征技术和密度泛函理论计算，揭示了锌离子的存储机理，为开发高性能ZIBs阴极提供了基本指导。相关研究以“Electronic Structure Regulation of Layered Vanadium Oxide via Interlayer Doping Strategy toward Superior High-Rate and Low-Temperature Zinc-Ion Batteries”为题目，发表在AFM上。

文献链接：DOI: 10.1002/adfm.201907684

图4 Mn_0.15V₂O₅·nH₂O电化学性能

AFM：可控n型掺杂的CsPbI₂Br钙钛矿太阳电池效率达到16.79％

以铯为基础的无机钙钛矿，如CsPbI₂Br，因其优异的光电性能和优异的热稳定性，在光伏应用中具有广阔的应用前景。但CsPbI₂Br钙钛矿太阳能电池(PSCs)的功率转换效率仍低于杂交型和无机型CsPbI₃钙钛矿太阳电池。在此，陕西师范大学刘治科教授、刘生忠教授通过添加CaCl₂到CsPbI₂Br中，CaCl₂中的Ca²⁺可以延缓CsPbI₂Br钙钛矿薄膜的结晶，提高薄膜结晶质量，进而降低薄膜中的缺陷，延长载流子寿命。CaCl₂的引入实现了对钙钛矿材料的可控n型掺杂，使CsPbI₂Br钙钛矿薄膜的费米能级更趋近导带，增大了器件的内建电场，获得更高的开路电压。基于CaCl₂掺杂的CsPbI₂Br钙钛矿太阳电池的光电性能得到明显提升，开路电压提升至1.32 eV，填充因子提升至83.29 %，器件的光电转换效率达到16.79%。CaCl₂掺杂的CsPbI₂Br钙钛矿太阳电池显示出优异的空气稳定性，未封装的CsPbI2Br钙钛矿器件在25%的环境湿度下放置1080小时，光电转换效率仍能维持初始效率的90%。相关研究以“Controlled n-Doping in Air-Stable CsPbI₂Br Perovskite Solar Cells with a Record Effciency of 16.79%”为题目，发表在AFM上。

文献链接：DOI: 10.1002/adfm.201909972

图5 不同CaCl₂添加剂下电化学性能

AFM：分子补丁工程助力高效环保的电池迈向无线电力传输

空间电磁辐射，大数据，既是机遇也是挑战。对电磁废弃物进行收集和转化，实现高效回收利用，在能源领域具有重要意义。北京理工大学曹茂盛教授联合燕山大学Xiao-Yong Fang教授、黑龙江建筑职业技术学院Mao-Qing Cao教授等提出了一种利用导电聚合物修复磁性石墨烯(NF-P)的新型有效修补工程方法，可控制地裁剪微观结构网络，包括导电网络和弛豫基因。研究实现了电磁性能的精确调优，电磁响应显著提高52%。探讨了材料内部的能量转化，构造了一种革命性的能量转化模式，巧妙地利用材料内部储存的电能和转换的热能，理论利用吸收的电磁能量达到100%。NF-P补丁网络作为潜在单元器件的原型，其电磁能量转换提高了10倍，有效带宽增加了13 GHz，覆盖整个研究频段(2-18 GHz)。本研究为材料内部能源利用开辟了新思路，为空间电磁能量的获取、转化和传递提供了一条新颖有效的路径。相关研究以“Molecular Patching Engineering to Drive Energy Conversion as Effcient and Environment-Friendly Cell toward Wireless Power Transmission”为题目，发表在AFM上。

文献链接：DOI: 10.1002/adfm.201908299

图6 PP补片磁性石墨烯示意图及NF、NF-P复合材料不同修补状态的形态学特征和对应的示意图模型

AFM：通过调控Zn²⁺的成核位点获得高度可逆的锌负极

水溶性锌电池因其诸多优点引起了人们的广泛关注。然而，锌阳极的腐蚀和ZnO致密化等挑战已经影响了锌基电池在可充电领域的应用。上海大学易金教授和复旦大学夏永姚教授团队采用了一种ZrO₂涂层的方法来实现锌阳极的均匀剥镀，在充放电过程中，ZrO₂涂层由于具有较高的介电常数（ε≈25）发生有利的Maxwell-Wagner极化，有助于控制Zn²⁺成核位点和快速Zn²⁺输运。因此，获得了低极化(24 mV)、高库仑效率(99.36%)和长循环寿命(超过3800h)的锌负极。研究认为ZrO₂镀层还可以作为惰性物理屏障，减少阳极与电解液的接触，从而减少Zn的腐蚀，减少ZnO致密化的形成，从而提高Zn阳极的可逆性。研究结果为未来可充电锌基电池的发展提供了一个有吸引力的策略。相关研究以“Highly Reversible Zn Anode Enabled by Controllable Formation of Nucleation Sites for Zn-Based Batteries”为题目，发表在AFM上。

文献链接：DOI: 10.1002/adfm.201908528

图7 裸锌阳极和镀ZrO₂锌阳极的剥脱/电镀工艺示意图

AEnM：无溶剂合成超薄、柔性石榴石基复合固体电解质的全固态锂电池

新一代安全、高能量密度锂金属电池迫切需要具有不易燃烧、高离子电导率、低界面电阻和良好加工性能的薄固态电解质。在这里, 北京滚球体育 大学范丽珍教授等通过简单的研磨方法制备，不需要任何溶剂一个3 D Li_6.75La₃Zr_1.75Ta_0.25O₁₂(LLZTO)自支撑骨架被合成，随后，通过将柔性三维LLZTO框架与琥珀腈固体电解质进行复合，得到基于石榴石的复合电解质。这是一种不可燃性和高加工性的复合电解质膜，对Li/Li⁺具有4.8 V的宽电化学窗口，高离子迁移数为0.53。LLZTO颗粒和琥珀腈之间形成连续的Li⁺转移通道，电解质/电极界面共同使锂对称电池具有1.2×10⁻⁴S cm⁻¹的高环境温度离子电导率和优异的长期稳定性(在电流密度为0.1 mA cm⁻²的情况下稳定超过500 h)。此外，基于薄复合电解质制备的LiFePO₄|Li和LiNi_0.5Mn_0.3Co_0.2O₂|Li电池的放电特性分别为153和158A g⁻¹，在室温下具有良好的循环稳定性。相 关研究以“Solvent-Free Synthesis of Thin, Flexible, Nonflammable Garnet-Based Composite Solid Electrolyte for All-Solid-State Lithium Batteries”为题目，发表在AEnM上。

文献链接：DOI: 10.1002/aenm.201903376

图8 5PTFE-100LLZTO-16[SN₂₀-LiTFSI] 电解质的制备机理和形貌表征

AEnM：增强氧电催化的钆诱导价结构工程

具有独特电子基态混叠特性的稀土掺杂材料被认为是传统的Pt/C新兴替代品用于氧还原反应(ORR)。南京师范大学唐亚文联合德克萨斯大学奥斯汀分校Gengtao Fu教授和纽卡斯尔大学Tianyi Ma教授首先对钆诱导价结构工程的强化氧电催化作用进行了研究。负载在N掺杂石墨烯(Gd₂O₃-Co /NG)上的Gd₂O₃-Co异质结构是通过一种简便的溶胶-凝胶辅助策略构建的靶催化剂。这种合成策略使Gd₂O₃-Co纳米颗粒均匀分布在N-石墨烯表面，形成紧密的Gd₂O₃/Co界面位点。Gd₂O₃引入后，Gd₂O₃-Co/NG的ORR活性较Co/NG显著提高，其中Gd₂O₃-Co/NG的半波电位(E_1/2)比Co/NG高出100 mV，甚至接近商用Pt/C。密度泛函理论计算和光谱分析表明，由于Gd₂O₃/Co在工程界面上的本征电荷重分布，耦合的Gd₂O₃-Co可以打破OOH* -OH *的比例关系，使Gd₂O₃-Co表面的OOH*和OH*结合达到良好的平衡。在实际应用中，以Gd₂O₃-Co /NG为空气阴极的可充电锌-空气电池具有较大的功率密度和良好的充放电循环稳定性。相关研究以“Gadolinium-Induced Valence Structure Engineering for Enhanced Oxygen Electrocatalysis”为题目，发表在AEnM上。

文献链接：DOI: 10.1002/aenm.201903833

图9 Gd2O3-Co制作示意图及结构分析

AEnM：软模板控制高质量的CsPbI₃薄膜生长助力高效稳定太阳能电池

不良的形貌和对相变可逆性利用不足，限制了高温处理无机钙钛矿的有效性和稳定性。在这里，华北电力大学Yong Ding、戴松元教授等合作者通过引入(adamantan-1-yl)methanammonium，报告了一个简单的软模板控制生长(STCG)方法控制CsPbI₃晶体的成核和生长速率，产生致密的CsPbI₃薄膜，其晶粒尺寸为微米级。CsPbI₃钙钛矿太阳能电池的功率转换效率为16.04%，缺陷密度和电荷复合明显降低。更重要的是，全无机太阳能电池，其结构为FTO/NiOx/STCG-CsPbI₃/ ZnO/ ITO来证明热稳定性，通过抑制相变过程中缺陷的诱导效应，利用高温处理CsPbI₃薄膜独特的相变可逆性，使全无机太阳能电池在连续光浸泡和加热3000 h后仍能保持90%的初始效率。证明了它在热稳定性方面的真正优势。相关研究以“Soft Template-Controlled Growth of High-Quality CsPbI₃Films for Effcient and Stable Solar Cells”为题目，发表在AEnM上 。

文献链接：DOI: 10.1002/aenm.201903751

图10 STCG法制备钙钛矿薄膜及具有毫米级晶粒CsPbI₃的形貌

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