中文摘要：

主要从事光电材料和太阳电池研究。首先提出了结构功能区和堆积致密因子的设计概念，获得同行肯定，合成了导电性能为报道最优的p型透明导体和光电氧化物新材料；首先提出了制备多元复杂体系化学设计的新思路，实现了铜铟镓硒薄膜和p型透明导电体的低温快速制备，可用于“未来规模生产”；发明了透明导电石墨烯薄膜的制备新方法，宽光谱透光和迁移率远优ITO薄膜，并首次集成于铜铟镓硒等薄膜电池；发明了低成本铜铟镓硒和铜锌锡硫电池的非真空液相涂敷技术，铜铟镓硒电池集成取得突破，国内领先, 产业化工作进行中。 近5年在JACS、Adv.Mater.(3篇)、Adv.Funct.Mater.、Energy Environ.Sci.等发表论文98篇，他引568次，入选most cited论文和hot论文，并获Nature子刊专文评述。申请专利68项，国外18项。邀请报告18次，国际8次。承担973、863、自然科学基金项。

结论摘要：

聚焦太阳能高效利用，开发原创关键材料，尤其提高可见光的利用，具有重要意义。项目实施后，发表包括Science等SCI论文104篇，申请专利36项（其中20项获得中国授权、3项获得国外授权），培养博士生8名、硕士生6名。（1）通过低温水热法制备出一类新型的具有窄带隙的高温多铁材料KBiFe2O5，并对其光伏响应进行了研究；样品表现出明显的光伏响应，光生电流为15mA/cm2，光生电压高达8.8 V，可以和BiFeO3光电响应结果媲美。（2）发现在黄铜矿结构电池材料CuInS2和CuGaS2中合理地进行Sn在In/Ga位的掺杂成功地在禁带中间引入半充满的中间能带，实现了覆盖大部分太阳能光谱的响应。将具有不同结构的Zn-S和Zr-S的堆积基元形成Ba6Zn6ZrS14，该材料有着显著的中间带特性；将CuS-和SnS-基的堆积基元合成了Na4Cu32Sn12S48？4H2O及K11Cu32Sn12S48，表现出了明显可见吸收光的双带吸收特性。（3）通过铝或氢等离子还原，制备出黑色二氧化钛，研究显示黑钛具有良好的光电响应；得到的黑钛具有独特的核（晶体）-壳（非晶）结构(TiO2@TiO2-x)。在非晶层中掺杂S元素后，黑钛的可见光利用性能大幅提升。黑色SrTiO3的可见光利用能力和电化学活性得到提高。（4）获得低缺陷、层数可控的石墨烯薄膜，可应用于薄膜电池(CdTe, CIGS)，其中碲化镉电池效率达12.1%。设计合成了一种具有高比表面积的氮掺杂有序介孔少层碳材料，其碳的sp2杂化程度高达98%，相关研究成果发表于《科学》（Science 2015, 350 (6267), 1508-1512）杂志上。（5）开发一种新型的银基可见光响应的催化剂？氰胺银（Ag2NCN），发现其是直接带隙n型半导体。首次成功合成了正交相Bi2O2S，将该材料应用到光电器件中。纳米片状CuInS2二级结构薄膜，应用于染料敏化太阳电池，获得转换效率为4.8 %的电池器件。通过旋涂法制备六方相的ZnIn2S4纳米晶薄膜，具有可见光相应。（6）目前已建立了30×30 cm2大面积CIGS电池组件完整的中试示范线，组件效率达到11.32%。