近日，我校鐘文英教授和徐波副教授團隊有關喹唑啉基二維有機骨架結構材料的最新研究成果——A two-dimensional quinazoline based covalent organic framework with a suitable direct gap and superior optical absorption for photovoltaic applications發表在材料化學領域權威期刊Journal of Materials Chemistry A（影響因子10.733）上。理學院數理系徐波副教授是第一作者，徐波副教授和鐘文英教授為共同通訊作者。
光伏發電是利用半導體的光生伏特效應而將光能直接轉變為電能的一種技術。這種技術的關鍵元件是太陽能電池，最常見的光伏材料是半導體硅和鹵素鈣鈦礦。但是由于半導體材料硅自身的電子結構，其在可見光以及紅外光波段的光學吸收不強，這限制了硅基光電轉換效率。鹵素鈣鈦礦雖然具有目前最高的光電轉換效率，但是由于其材料自身的穩定性問題和鉛材料的毒性，實用化還比較遙遠。尋找能夠實用的，具有高光電轉換效率的光伏材料是化學等多個學科的重要課題之一。
我校鐘文英教授、徐波副教授研究團隊研究發現一種喹唑啉基二維有機骨架結構材料（COF）是直接帶隙的半導體材料，其禁帶寬度只有1.2 eV左右，同時能夠有效的吸收可見光和紅外光的能量。通過理論預測，如果和硒化鋅形成異質結時，光電轉換效率可以高達22.35%。這個數值高于單結結構的硅基太陽能電池的效率，與現在鹵素鈣鈦礦太陽能電池的效率相媲美。喹唑啉基二維有機骨架結構材料只有碳，氮等元素，沒有重金屬元素的危害，成本低，相對比重非常小，是一種很有潛力的光伏材料。該項工作報道了一種能夠在光伏領域應用的二維有機材料，為尋找和設計新型光伏材料提供了新思路，同時也為COF材料提供了一種潛在的應用方向。
喹唑啉基二維有機骨架結構材料的光電轉換效率極圖
此項研究受到了國家自然科學基金面上項目、中國藥科大學雙一流創新團隊項目（CPU2018GY25）等資助。
（供稿單位：理學院，撰寫人：王亞茹）
