江苏海洋大学光电转换能源材料与器件团队主要研究方向主要包括：（1）高效稳定钙钛矿太阳电池；（2）光催化CO2还原、制氢；（3）钙钛矿、有机发光器件；（4）过渡族氧化物、硅酸盐、铝酸盐、钛酸盐以及稀土合金等无机功能材料的制备；（5）碳纳米材料气体传感器；（6）燃料电池聚合物电解质膜材料及催化电极材料设计等。
1．Chemical Engineering Journal: “一石二鸟”——太阳能驱动的CO2还原与海水淡化耦合反应集成系统
光催化CO2还原和光热海水淡化都是利用太阳能，但这两个反应的研究和应用通常是独立进行的。本文利用聚多巴胺和V-Bi19Br3S27作为光热材料，S-型异质结V-Bi19Br3S27/Bi2WO6作为富含Br-S双空位的催化剂，通过在天然原木支撑物上的集合，实现了气-固相光催化CO2还原和液-固相海水淡化的耦合反应。一方面，天然原木作为支撑体具有相互贯通的大孔结构，这是海水蒸发的重要通道。PDA和V-Bi19Br3S27由于对UV-vis-NIR光的广泛光响应范围而表现出高效的光热转换能力，形成的协同效应有利于加速海水蒸发，而水蒸汽作为重要的质子供体参与原木表面的CO2还原。另一方面，V-Bi19Br3S27具有丰富的Br-S双空位，增强了光吸收并增加了活性位点。此外，通过与Bi2WO6结合构建S型异质结，加快了电荷传输并保持了强大的氧化还原电位，有利于CO2的转化。在模拟太阳光的照射下，CO2还原的产物产率为14.44 μmol·h-1，海水蒸发效率为0.90 kg·m-2·h-1。该集成系统在户外真实阳光下也表现出优异的耦合性能，且其简单的可回收性能，有助于未来商业应用。
相关研究成果在国际著名期刊《Chemical Engineering Journal》（IF：13.3；中科院一区Top期刊）上在线发表，论文链接：https://doi. org/10.1016/j.cej.2024.157185
2．Chemical Engineering Journal: PhDMADBr辅助增材或界面工程，用于在环境空气中制造高效稳定的钙钛矿太阳能电池
空气制备高质量的钙钛矿薄膜是实现钙钛矿商业化进程的必要条件。然而钙钛矿对水十分敏感，遇水容易分解。江苏海洋大学光电转换能源材料与器件课题组于CEJ刊发在环境空气中制备了高效稳定的PSC，并进行了对二甲基二胺溴化物（PhDMADBr）辅助添加剂或界面工程来改性钙钛矿薄膜，该薄膜分散在电子传输层（ETL）中或沉积在ETL/钙钛矿界面中。值得注意的是，PhDMADBr和钙钛矿层之间的相互作用可以降低缺陷密度并释放活性层的残余应力，这将诱导高质量的钙钛矿薄膜，加速载流子的传输速率并延长其寿命，有助于提升光电转化效率和器件的稳定性。因此，与对照器件的PCE（22.54%）相比，PhDMADBr改性的目标PSC在环境空气中经过添加剂或界面处理后，PCE分别提高了24.15%和23.74%。除了提升的PCE，基于PhDMADBr的器件也表现出了增强的稳定性。在相对湿度为40±5%的条件下，120小时后，添加剂或界面改性的平均效率分别保持在初始效率的88%或84%，相比之下，控制装置的PCE在储存120小时后将降至初始效率的51%。
相关研究成果在国际著名期刊《Chemical Engineering Journal》（IF：13.3；中科院一区Top期刊）上在线发表，论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.153386
3．Separation and Purification Technology : 氨基酸改性三聚氰胺泡沫作为固态质子供体用于基于CsPbBr3的S型异质结驱动的光催化CO2还原
质子传递效率是影响光催化CO2还原产率的重要因素之一。然而，液态水作为传统的质子源，会对钙钛矿催化剂造成严重的破坏，影响催化剂的稳定性。江苏海洋大学光电转换能源材料与器件课题组于Separation and Purification Technology期刊发表三聚氰胺海绵（MF）生长赖氨酸(L)作为固态质子源搭载CsPbBr3/Bi2WO6 S-型异质结实现了高效稳定的光催化CO2还原这一成果。该研究通过水热法将赖氨酸锚定在MF上，通过反溶剂萃取法将CsPbBr3/Bi2WO6 S-型异质结催化剂负载在固态质子源L-MF表面。在光照条件下，赖氨酸中的-COOH与-OH基团通过H-O键的断裂高效的向催化剂提供大量的H质子。此外，CsPbBr3/Bi2WO6 S-型异质结加速了光生载流子的分离效率，降低了电子与空穴的复合，并且使催化剂保持了较高的氧化还原电位。结果显示，L-MF作为固态质子源向催化剂CsPbBr3/Bi2WO6提供质子时光催化CO2还原效率达到了73.47 μmol/g/h，是液态水作为质子源的2.8倍。
相关研究成果在国际著名期刊《Separation and Purification Technology》(IF:8.1; 中科院一区Top期刊)上在线发表，论文链接：https://doi.org/10.1016/j.seppur.2023.126218。
4．Separation and Purification Technology: 通过高效的固态质子供体增强光催化CO2转化为可重复使用燃料的能力
卤化铅钙钛矿驱动的光催化CO2还原反应（CO2RR）受到H2O作为质子源的限制，因为钙钛矿的耐水性较差，并且H2O分子解离困难。江苏海洋大学光电转换能源材料与器件课题组研制了一种新型的氨基酸改性三聚氰胺泡沫固体质子供体（Ami-MF），它可以提高CsPbBr3/Bi2WO6 S-scheme异质结的CO2RR。目前这一成果已发表在中科院一区期刊Separation and Purification Technology。一方面，氨基酸分子具有丰富的-COOH和-NH2基团，与H2O相比，这些基团容易被催化剂氧化破坏，为CO2RR提供充足的质子。Glu-MF/CsPbBr3/Bi2WO6的产率达到112.81 μmol/g/h，是H2O-MF/CsPbBr3/Bi2WO6产率（29.83 μmol/g/h）的3.8倍。此外，选择谷氨酸（Glu）、半胱氨酸（Cys）、精氨酸（Arg）作为典型的酸性、中性和碱性氨基酸，探索不同氨基酸的质子供应。Glu- MF/CsPbBr3/Bi2WO6表现出较好的CO2RR，这归因于Glu的双羧基结构。另一方面，MF是固态质子给体中不可缺少的组成部分。Glu-MF/CsPbBr3/Bi2WO6的产率比粉状Glu/CsPbBr3/ Bi2WO6的产率（2.44 μmol/g/h）高约46.2倍，这主要归因于MF的三维性和多孔性实现的高效气固CO2RR体系。该研究为利用新型固体质子供体增强卤化铅钙钛矿驱动的能量转换开辟了新的途径。
相关研究成果在国际著名期刊《Separation and Purification Technology》(IF:8.1;中科院一区Top期刊)上在线发表，论文链接：https://doi.org/10.1016/j.seppur.2024.129100。
5．Small Structures : 超高水稳定性聚多巴胺封装核壳钙钛矿纳米棒的水相制备
卤化铅钙钛矿纳米晶（NCs）由于自身的低形成能和离子晶体特性，在接触到极性溶剂时极易分解。因此，传统NCs的合成方法主要采用非极性有机溶剂，并且在合成过程中应尽量减少水的含量，以避免水对NCs的结构和性能产生不利影响。然而，水在NCs制备中的作用和影响正引起广泛的研究关注，采用水溶液代替传统的有机溶剂以制备CsPbX3 NCs已取得一定的进展，但关于NCs在水溶液中的直接形貌调控的研究却很少，且水相NCs的稳定性仍有待进一步提高。
江苏海洋大学李其乐课题组报道了一种采用多功能配体三氟乙酸铯（Cs-TFA）和受贻贝启发的封装材料聚多巴胺（PDA）制备水相核壳CsPbBr3（CPB）纳米棒的可行方法。单分散的TFA-CPB纳米棒（NRs）由水溶液中Cs4PbBr6 NCs的化学转化和CsBr的剥离获得。研究结果表明，TFA-CPB@PDA NRs在136天后的荧光强度维持在初始强度的49.3%，并且能够有效抑制Pb2+离子的泄漏，从而表现出较低的细胞毒性。这些发现为制备具有长期水稳定性的水相核壳钙钛矿NRs开辟了一条可行的设计途径，并可能促进生物学和医学等领域的进一步发展。
相关研究成果在国际著名期刊《Small Structures》(IF:13.9; 中科院二区Top期刊)上在线发表，论文链https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/sstr.202400182。
6．Ceramics International: Sr2MgSi2O7: Eu2+, Dy3+长余辉发光机理和发光动力学研究
长余辉发光是指材料被外界光源激发时，可以利用自身的一些陷阱将部分能量储存起来，当外界激发源停止激发后，能继续缓慢释放发光的一种现象。目前已开发的长余辉基质材料有铝酸盐、硅酸盐、硫化物、钛酸盐、磷酸盐、锡酸盐、镓酸盐、氮化物等，同时也提出了大量的理论模型，如Matsuzawa模型，Aitasalo模型，Dorenbos模型以及Clabau模型等，但对于硅酸盐长余辉发光模型尚不明确。江苏海洋大学光电转换能源材料与器件课题组于Ceram. Int.刊发了基于硅酸盐Sr2MgSi2O7: Eu2+, Dy3+发光材料的长余辉发光机理和发光动力学的研究成果。对Sr2MgSi2O7: Eu2+, Dy3+发光材料的综合研究表明，Eu2+和Dy3+离子均占据Sr2+离子晶位，并且它们的掺杂有利于晶粒长大。室温下，该材料晶体中存在正常相和非公度相，并且Eu2+发光的浓度淬灭机理源于偶极子-偶极子间相互作用。Sr2MgSi2O7: Eu2+, Dy3+发光材料中存在VO••, VSrʺ, DySr•以及EuSr˟缺陷，并且，Eu2+和Dy3+离子的的掺杂会引起VO••浓度升高，Dy3+离子的掺杂还会引入大量的VSrʺ。Sr2MgSi2O7: Eu2+, Dy3+具有优异的余辉性能，这不仅与晶体中存在大量的VO••, VSrʺ，更重要的是晶体中形成了的DySr•缺陷具有合适的陷阱能级深度。不过，当Dy3+离子过量掺杂时，电子隧穿机制将会减弱其长余辉特性。
相关研究成果在国际著名期刊《Ceramics International》(IF:5.1;中科院二区Top期刊)上在线发表，论文链接:https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2024.06.089
