应我实验室国际可再生能源研究中心邀请，瑞典乌普萨拉大学科学和技术学院化学材料化学系T. Jesper Jacobsson研究员，伦敦帝国理工学院化学系Saif A. Haque教授，瑞士皇家理工学院材料科学与工程系Maofeng Dou博士分别于9月16日-9月18日来实验室交流，为我实验室师生做了光伏耦合制氢、新型有机物和杂化有机-无机光伏结构以及光催化剂设计等新型可再生能源材料研究前沿研究报告（http://www.mfpe.labs.gov.cn/xwzx/xwzx-notices.php?Id=86）。实验室国际可再生能源研究中心Lionel Vayssieres教授主持讲座。
T. Jesper Jacobsson博士专注于氧化锌量子点尺寸依赖特性，CIGS太阳能制氢装置，新型光电制氢的光电电催化剂合成以及铅钙钛矿的物理性能表征等方面研究。本次做了题为《From photoelectrochemical cells to PV-electrolysis and back again》的研究报告。持续性制氢可以沿若干不同的路径实现，其中利用太阳能制氢是最有前景的方法之一。Jacobsson团队探索了利用铜铟镓硒太阳能薄膜电池（CIGS（CuInxGa1-xSe2））构建太阳能制氢装置的研究。发现了CIGS用作光阳极的析氢反应机理，并研究了如何解决载流子的分离以及稳定性和催化等相关问题。发现CIGS的带隙能量可以调整到接近最优太阳能光谱吸收值，但单个电池装置能量太低而无法驱动分解水整个过程。为了构建能充分驱动反应的装置，探索了使用多个电池相互串联以替代汇接设备的可行性。发现基于三个CIGS电池串联的稳定单片设备能驱动分解水过程，并且STH-效率达到10％以上。基于CIGS电池研究了利用光电化学电池（PEC-电池）和PV-电解槽开展太阳能制氢之间的异同，通过CIGS设备的实验，逐一审核了太阳能制氢整个过程中光吸收、电荷载流子分离、电荷载体传输以及催化等相对底层的物理过程。进一步研究从PEC-电池和PV-电解槽的相关性以及如何更便捷高效的有益转化。
Dr. T. Jesper Jacobsson报告
Prof. Saif A Haque团队（http://www3.imperial.ac.uk/haquegroup）长期从事太阳能转换的新型分子结构研究和相关领域博士后和研究生培养工作。太阳能正迅速成为最具活力和多样化的跨学科领域研究，Haque教授院队合理构建了从物理设备研究到纳米颗粒合成等适应于这一专业领域变化的研究团队。同时与外部学术界和工业界从事理论模型、材料合成以及模块开发的合作者开展密切合作。本次做了题为《Wiring inorganic & organic materials and design rules for hybrid solar cells》的研究报告。可再生能源技术是当今社会的关键科学技术，其前沿研究主要是光伏——直接将光能转化为电能。目前光伏主要依靠硅材料，其高昂的制造成本阻碍了光伏的全球扩展，因此需要发展更便宜的替代光伏。Haque教授研究组突破当前对有机物和杂化有机-无机光伏器件的局限性了解，找出了限制这些结构的基础瓶颈问题。采用一系列的瞬态激光光谱研究了分子不同的活性层内广泛的激发态动力学，将这些研究和光电特性以及与各种显微技术和结构分析技术相耦合，开展了新型混合装置的架构设计和开发。研究了有机和杂化有机-无机太阳能电池的光致激发态的动力学，基于新材料和新兴概念的基础科学理论阐明新兴光伏的设计原理，探索了有机物和杂化有机-无机光伏结构设备。研究设备内部发生的能量和电子转移过程，确保研究的内部微环境分析与设备性能优化和功能特性相一致。
Prof. Saif A Haque报告
Dr. Maofeng Dou在奥斯陆大学Clas Persson教授团队（http://folk.uio.no/clasp/）从事博士后合作研究工作。主要开展氧化锌等氧化物和半导体材料等光催化剂设计的先进理论和材料物理性能研究等。本次做了题为《Atomistic modeling of wide-gap oxide semiconductors》的研究报告。借助第一原理分析了氧氮化物为单步光催化剂催化水分解。分析了不同位置构型化合物的晶体结构和形成能。准粒子的能隙为Eg，带边沿能量相当于真空能级，利用用GW0方法和Bethee-Salpeter方程研究了激子效应。轨道相互作用、改变密度差和Bader电荷分析表明，高能位置P样的状态阴离子结合、松弛状态以及电荷分布等有助于带还原。此外，对半导体之间的范德华力和卡西米尔相互作用力进行了研究。在多孔基材表面涂布薄膜，通过相互排斥实现多层平面几何形状的吸引力转变，从而在邻近两个平面引力转变处形成稳定悬浮液。可以通过修改所用材料的性能灵活设定引力大小和转变距离来调整悬浮液的范围。利用稳定悬浮液设计新超低摩擦的纳米器件。
Dr. Maofeng Dou报告
实验室国际可再生能源研究中心于2010年成立，实验室主任郭烈锦教授担任中心主任，西安交通大学高端学者Lionel Vayssieres教授和Enrico Traversa教授，西安交通大学客座教授瑞典乌普萨拉大学Gunnar Westin教授、德国科隆大学Sanjay Mathur教授、美国加州大学伯克利分校Samuel S. Mao教授等分别担任研究部主任。中心以动力工程多相流国家重点实验室新型可再生能源的系列研究为基础，整合全球范围顶级教育和研究机构的高知名度研究员和工程师组成高效研究团队，持续开展太阳能热转化与热化学制氢、光催化与光电化学及功能材料、微生物制氢、燃料电池、和“太阳-氢能”能源动力系统集成等新型可再生能源材料研究，积极从事新型可再生能源材料以及工程科学领域博士后和博士研究生的国际联合培养工作。
中心成立以来组织了多次可再生能源和材料研究领域国际研讨会，已与美国、英国、德国、瑞典、澳大利亚、韩国、日本、中国台湾等多个国家和地区高校和研究所的新型可再生能源材料领域的研究者开展交流和合作，探索新型可再生能源材料前沿研究，交流博士后和研究生培养经验。
专家介绍：
Dr.T. Jesper Jacobssonstarted his academic journey at Chalmers, at the chemical engineering program in 2004. After two years of course at Chalmers and Gothenburg University he moved to Uppsala in 2006 where he followed the programs in natural science and chemical engineering. He has so far taken one master degree in physics (2009), one in chemistry (2010), one in chemical engineering (2010), and a licentiate degree in inorganic chemistry (2012). He defended his PhD thesis in May 2014, which focused on size dependent properties of ZnO quantum dots, and CIGS based devices for solar hydrogen production. He is currently working as a researcher at the department of Chemistry – Ångström Laboratry, Uppsala University, were his current research projects focus upon synthesis and characterisation of new electro-catalysts and physical properties of lead perovskites. He has so far published 11 articles.
Prof.Saif A. Haqueis a senior lecturer in department of chemistry，Imperial College London. The research focus on Solar Cells,Self-Organizing Nanomaterials,Supramolecular photochemistry,Laser Spectroscopy,Electron Transfer,Nanoparticles and quantum dots etc.Research Excellence Award for Molecular Electronic Materials and Devices, Imperial College London, 2006. University Research Fellowship, Royal Society, 2005. Harrison Memorial Medal for original research on molecular nanostructures and solar energy conversion, Royal Society of Chemistry, UK, 2006.
Dr.Maofeng Doujoinded in Clas Persson's group(http://folk.uio.no/clasp/) as a Ph.D student since Oct., 2009. His work mainly focus on the calculation of electronic structure, optical properties of oxides, semiconductors via density-functional theory and beyond (e.g. GW, BSE). Apart from this, He also work a bit on quantum levitation of oxides with planner geometry using Casimir-Lifshitz formalism. Worked in Royal Institute of Technology, Swedish, Department Materials Science and Engineering.
