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放大字体  缩小字体 发布日期:2010-07-12
中国能源学会常务理事黄富强研究员简历及学术成就黄富强研究员,现任中国科学院上海硅酸盐研究所能源材料中心光电转换实验室负责人
中国能源学会——常务理事



黄富强研究员简历及学术成就
 
黄富强研究员,现任中国科学院上海硅酸盐研究所能源材料中心光电转换实验室负责人,北京大学化学学院/工学院双聘教授,博士生导师,中科院“百人计划”,上海市“浦江人才”,江苏省“创新创业人才”。目前主要研究方向是新能源纳米材料、光电转换材料和太阳能电池的科学研究和技术开发。近年来在新型光电转换材料和薄膜太阳电池研究中提出了结构功能区的概念,设计合成出导电性能为文献报道最优的新型p型透明导体;提出了堆积因子模型并发现堆积因子与材料光电性能特别是电子-空穴对分离迁移之间的密切关系,为70组体系150个光电材料所验证,发现了光电性能优异的铋氧卤新材料;提出了制备多元复杂材料体系的热力学逆向设计的思路,发展出两步法室温制备ZnO:Al织构化薄膜的新工艺,透明导电性能优于同类报道;发明了铜铟镓硒薄(CIGS)膜液相涂敷技术,显著降低了制造成本。发表Angew. Chem.、J. Am. Chem. Soc.、Adv. Mater.等国际高影响力期刊上发表150篇SCI论文,发明专利申请55项(国际专利9项),发明专利授权12项(国际专利8项);发现150余种新化合物,105种VI族化合物被无机化学晶体结构数据库(ICSD)所收录,117种VI族化合物被Pearson’s Handbook所收录。
 

学习经历和专业
1987-1990    南京理工大学化工学院环境工程专业,工学学士
1990-1993    吉林大学理论化学研究所量子化学专业,理学硕士
1993-1996    北京师范大学化学系量子化学专业,理学博士
科研经历和学术任职
1996-1998    美国密西根大学化学系固体化学,博士后
1996.11           美国康奈尔大学化学系材料计算学,访问科学家
1998-2000    美国西北大学化学系固体化学,研究助理
2002-2003    美国宾夕法尼亚大学材料系材料物理,助理研究员
2004-至今    中国科学院上海硅酸盐研究所,研究员、博士生导师
2004.7-8; 2005.6-7美国宾夕法尼亚大学材料系材料物理,访问教授
目前科研方向
1)功能材料设计与制备:
²       能量转换材料(光电、热电)
²       新型光催化材料
²       铁基超导材料
²       锂电池电极材料和固体电解质
²       新型LED用荧光材料
2)纳米光电材料制备:
²       新概念电池用纳米氧化物
²       石墨烯材料
3)透明导电薄膜材料制备:
²       高性能n型透明导电薄膜
²       新型p型透明导电薄膜
4)薄膜太阳能电池研究:
²       CIGS电池
²       CdTe电池
²       基于纳米结构的新概念太阳能电池

主持的重要项目和基金(本人承担金额)
2009-2015    国家基金委创新群体“高性能无机能量转换复合材料的研究”
                            50821004,负责光电转换,80万
2009-2013  国家重大基础研究计划(973“节能领域纳米材料机敏特性的关键
                            科学问题研究”的子课题“智能红外调控纳米结构的优化
                            2009CB939903,研究骨干,200万
2009-2012    中国科学院知识创新工程重要方向课题“高效新结构碲化镉基
薄膜太阳电池研究--CdTe电池关键技术研究”,总体负责,90万
2009-2012    中国科学院知识创新工程重要方向课题“石墨烯行动计划
--石墨烯在太阳电池中的应用”,课题负责,110万
2009-2012    中国科学院知识创新工程重要方向课题“高性能低成本ZnO基透明
导电膜技术研究--高性能ZnO基透明导电薄膜以及在CIGS和CdTe
电池服役研究”,总体负责,100万
2009-2011  上海纳米专项“高性能锂离子电池正极材料(LiFePO4)的宏量制备”
                            0952nm06500,负责人,50万
2009-2011  上海经委专项“大面积铜铟镓硒薄膜太阳电池”,负责人,80万
2008-2011    中国科学院知识创新工程重要方向项目“大面积铜铟镓硒薄膜
                            太阳电池的低成本制备”,负责人,500万
2008-2012    中国科学院海外创新团队“面向新能源应用的无机复合材料”,
                            负责光电转换,80万
2008-2010    中国科学院知识创新工程重要方向项目“铁基超导体的物性和
                            机理研究”的子课题“新型超导材料研究”,研究骨干,80万
2008-2010    上海市基础重点项目“基于太阳能利用的光电转换材料中空旷度模
                            型和复合模型” 08JC1420200,负责人,50万
2008-2010    国家自然科学基金面上项目“光催化剂中的结构和性能关系模型
                            以及新型光催化材料”50772123,负责人,34万
2007-2012    国家重大基础研究计划(973“基于纳米结构的宽光谱高效太阳能
                            电池关键科学问题研究”的子课题“新型光电转换的纳米材料
                            的设计和制备”2007CB936704,负责人,450万
2007-2009    上海市纳米专项“面向增强光电转换性能的介孔组装量子点薄膜”
                            的子课题“柔性和新概念太阳电池和关键材料研究” 0752NM016,
                            研究骨干,30万
2007-2008    德国博世公司合作项目“LiFePO4正极材料的制备研究”,
负责人,30万
2006-2008    中国科学院创新项目“p型透明导电材料设计和合成研究”,
负责人,20万
2005-2007    上海市基础重点项目“锂硫化物快离子材料设计与研究”
            05JC14080,承担人,40万
2005-2007    国家自然科学基金面上项目“新型p型透明导电陶瓷的合成与性能
                            研究”20471068,负责人,22万
2005-2007    上海市首届浦江人才“平面显示用无机电致发光材料”,
负责人,20万
2004-2006    总装备部973项目子项目“电致伸缩材料与器件”,负责人,80万
2004-2007    中国科学院百人计划“新型光电相关材料”,负责人,200万
 
主要研究成果
(1)铜铟镓硒薄膜和电池:发明了全新的液相法制备高质量的铜铟镓硒薄膜,实现了薄膜的化学计量比精确可控,集成出铜铟镓硒光伏器件,可显著地降低电池制作成本,目前已经进入了CIGS电池的中试产业化阶段。
(2) 太阳能电池关键材料­­¾透明导电材料:借助结构功能区模型,设计和合成出高性能p型透明导体,导电率为文献报道最优;高导电和高透光的n型ZnO:Al(AZO)薄膜研制获得突破,性能优于国外同类AZO薄膜,其织构化制备技术尚未见报道。
(3)光电化合物理论¾化合物构建规律、光电转换机理和新材料探索:在原子分子层次的光电材料微观设计上,提出了多种原子堆积的相似相聚规则、多个物理量协调的结构功能区模型、衡量载流子分离和迁移的堆积因子模型,设计和合成出大量新型光电化合物和高性能光电转换材料(150余种)。
(4)高碳原子簇电子结构和性能的研究:申请人师从唐敖庆院士进行量子化学理论研究,对高碳原子簇,例如C60、C240、C540等,定义了结构单元,用结构单元表征原子簇的整体性质,这是一种新的局部与整体的结构规则,进而建立了新的理论方法(代表区),解决了计算高碳原子簇的稳定性、反应活性等关键问题。成功地预见了C37500的稳定性,为研究巴基管、巴基葱等提供了理论基础,而国际上同期只计算到千个原子的高碳原子簇。
(5)高性能EL电致和LED光致发光粉开发:利用固体化学中的低熔点碱金属多硫化物助熔剂合成方法,通过晶粒晶界和制备工艺的控制,形成了CuxS导电功能区和ZnS:Cu荧光功能区,制备出高性能的电致发光粉,大幅度提高了兰、兰绿和绿色发光粉的亮度和寿命,桔黄色发光粉的亮度提高一倍多,成为该波段最亮的发光粉,此制备技术打破美国和日本的专利壁垒;设计和制备出LED兰光激发的红色氧化物荧光粉,是继硫族化物、氮化物和氧氮化合物基红色荧光粉后的新发现,其亮度较LaO2S:Eu更强,具有极强的化学和耐极端条件的稳定性,有望应用于白光LED照明。
(6)高性能锂离子电池正极材料LiFePO4制备:开发出一种新工艺,原位反应形成活性物质、锂离子导体和电子导电剂的复合纳微结构,实现正极材料的快充快发、高振实密度,适合用于动力电池的制备。已经开始产业化。
 
 
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