侯劍輝

男， 中國科學(xué)院化學(xué)研究所， 教授/研究員/教授級高工或同等級別

學(xué)習(xí)/工作經(jīng)歷

2010年10月－至今： 中國科學(xué)院化學(xué)研究所高分子物理與化學(xué)實(shí)驗(yàn)室，課題組長，研究員，博導(dǎo)。
2008年10月－2010年10月： 美國朔綸能源公司（Solarmer Energy Inc.）職務(wù)：研究部主管。
2006年11月－2008年9月：美國加州大學(xué)洛杉磯分校（UCLA），從事博士后研究工作。
2001年9月－2006年10月：中國科學(xué)院化學(xué)研究所有機(jī)固體實(shí)驗(yàn)室，碩博研究生。
1997年9月－2001年7月：北京科技大學(xué)化學(xué)系，大學(xué)本科。

研究領(lǐng)域和興趣

有機(jī)光伏材料與器件

主要業(yè)績

申請人主要從事聚合物太陽能電池相關(guān)研究，主要內(nèi)容包括聚合物光伏材料設(shè)計(jì)和光伏器件制備兩部分。發(fā)展了幾種重要的有機(jī)光伏材料分子設(shè)計(jì)方法、制備了多種高性能聚合物光伏材料、采用自主研發(fā)的材料多次獲得世界領(lǐng)先的光伏效率。發(fā)表SCI論文200余篇，授權(quán)發(fā)明專利13項(xiàng)；論文他引30000余次。
自2010年起，申請人作為課題組長在中科院化學(xué)所工作，作為負(fù)責(zé)人承擔(dān)了科技部863計(jì)劃重點(diǎn)課題和國合專項(xiàng)、基金委面上和重點(diǎn)項(xiàng)目、中科院先導(dǎo)專項(xiàng)課題等多項(xiàng)研究任務(wù)；獲中科院百人計(jì)劃（2012）、國家杰青基金（2013）和中組部青年拔尖人才（2014）項(xiàng)目支持；入選中青年科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才（2016）。
主要創(chuàng)新點(diǎn)：
（1）聚合物光伏材料分子設(shè)計(jì)方法
苯并二噻吩（BDT）單元在高性能聚合物給體材料設(shè)計(jì)中具有重要地位。2008年,申請人在國外工作期間率先將BDT類聚合物作為電子給體引入到聚合物太陽電池中，回國之后圍繞該單元開展了系統(tǒng)的創(chuàng)新性研究。首先，申請人與其合作者設(shè)計(jì)了具有共軛側(cè)基的BDT類聚合物給體材料；該分子設(shè)計(jì)策略對于增強(qiáng)高分子鏈間pi-pi堆疊程度具有顯著作用，在提升鏈間電荷轉(zhuǎn)移和傳輸性能方面表現(xiàn)出突出優(yōu)勢，因此聚合物材料的光伏性能得到顯著提高；其次，申請人發(fā)展了一系列新方法，有效調(diào)控了BDT類聚合物的分子能級，實(shí)現(xiàn)了對電池開路電壓的大幅提升。申請人進(jìn)一步將該方法發(fā)展成為一種具有廣泛適用性的分子設(shè)計(jì)策略，該方法目前已經(jīng)被世界同行廣泛采用。
這部分工作的代表性論文（Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 9697）他引802次；有機(jī)光電領(lǐng)域?qū)＜?、諾貝爾獎獲得者Heeger教授在其論文中（Adv. Funct. Mater. 2013, 23, 1297）用“重大提高(Significant Improvements)”評價該工作。申請人受邀在重要化學(xué)期刊Acc. Chem. Res.上，以“兩維共軛BDT高性能光伏聚合物分子設(shè)計(jì)”為題，圍繞申請人的工作，系統(tǒng)總結(jié)了這部分工作的進(jìn)展（Acc. Chem. Res. 2014, 47, 1595）。這部分工作對于新型、高效率聚合物光伏材料的分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有重要的科學(xué)意義。
（2）聚合物光伏活性層中的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)調(diào)控
發(fā)展聚集態(tài)結(jié)構(gòu)調(diào)控方法是領(lǐng)域內(nèi)的重要研究內(nèi)容之一。申請人通過改變活性層的溶劑加工方法、調(diào)整共軛聚合物單元結(jié)構(gòu)以及鏈構(gòu)象等方法，實(shí)現(xiàn)了對聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的有效調(diào)控；在上述工作基礎(chǔ)上，研究并揭示了光伏活性層中的聚集體尺寸、高分子鏈間有序排列方式、聚集體純度、垂直方向組分分布等因素與光伏性能之間的構(gòu)效關(guān)系，為光伏聚合物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和高性能光伏活性層制備提供了重要依據(jù)。
申請人發(fā)展的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)調(diào)控方法得到同行的廣泛認(rèn)可和正面評價。例如：日本東京大學(xué)的Tajima教授在其論文中（Energ. Eviorn. Sci. 2012, 5, 9756）將申請人的工作作為光伏聚合物的設(shè)計(jì)策略（design strategies）之一進(jìn)行引用；光電子領(lǐng)域?qū)＜襃anssen教授在其Adv. Mater.和J. Am. Chem. Soc.文章中評價申請人采用優(yōu)化溶劑加工方法，獲得了“最高效率之一”的窄帶隙聚合物光伏材料 (one of the most efficient polymers)。
（3）高效率聚合物太陽能電池
申請人采用自主設(shè)計(jì)的聚合物光伏材料，系統(tǒng)優(yōu)化了器件制備方法，多次取得世界領(lǐng)先的技術(shù)指標(biāo)。2011年，采用PBDTTT-C-T聚合物獲得7.6%的光伏效率，是當(dāng)時國內(nèi)研究機(jī)構(gòu)報(bào)道的最高結(jié)果。2014年，采用PBDT-TS1聚合物與PCBM共混制備電池，獲得了10.2%的光伏效率，該結(jié)果是同類器件的世界最高結(jié)果。自2015年以來，申請人在非富勒烯型聚合物太陽電池中依次取得11.2%（2015年底）、12.1%（2016年中）、13.1%（2017年中）和17.6%（2020年初）的光伏效率。央視新聞頻道（CCTV13）采用“非富勒烯有機(jī)太陽能電池取得世界記錄”對申請人工作進(jìn)行了報(bào)道；上述工作取得的突出技術(shù)指標(biāo)對領(lǐng)域的發(fā)展起到了重要的推動作用。

代表成果

1. Yong Cui, Yuming Wang, Jonas Bergqvist, Huifeng Yao, Ye Xu, Bowei Gao, Chenyi Yang, Shaoqing Zhang, Olle Ingan?s, Feng Gao*, and Jianhui Hou*, Wide-gap non-fullerene acceptor enabling high-performance organic photovoltaic cells for indoor applications, Nature Energy 2019, 4 (9), 768-775.
2. Jianhui Hou*, Olle Inganas, Richard H. Friend and Feng Gao*, Organic solar cells based on non-fullerene acceptors. Nat. Mater. 2018,17,119-128.
3. Shaoqing Zhang, Yunpeng Qin, Jie Zhu, and Jianhui Hou*, Over 14% Efficiency in Polymer Solar Cells Enabledby a Chlorinated Polymer Donor, Av. Mater. 2018, 1800868.
4. Zhao, W. C.; Li, S. S.; Yao, H. F.;* Zhang, S. Q.; Zhang, Y.; Yang, B.; Hou, J. H.*: Molecular Optimization Enables over 13% Efficiency in Organic Solar Cells. J. Am. Chem. Soc. 2017,139,7148-7151.
5. Zhao, W. C.; Qian, D. P.; Zhang, S. Q.; Li, S. S.; Lngan?s, O.; Gao, F.*; Hou, J. H.*: Fullerene-Free Polymer Solar Cells with over 11% Efficiency and Excellent Thermal Stability. Adv. Mater 2016, 28, 4734–4739.
6. Zhang, S. Q.; Ye, L.; Zhao, W. C.; Yang, B.; Wang, Q.; Hou, J. H.*: Realizing over 10% efficiency in polymer solar cell by device optimization. Science China-Chemistry 2015, 58, 248-256.
7. Ye, L.; Zhang, S. Q.; Huo, L. J.; Zhang, M. J.; Hou, J. H.*: Molecular Design toward Highly Efficient Photovoltaic Polymers Based on Two-Dimensional Conjugated Benzodithiophene. Accounts of Chemical Research 2014, 47, 1595-1603.
8. Huo, L. J.; Zhang, S. Q.; Guo, X.; Xu, F.; Li, Y. F.*; Hou, J. H.*: Replacing Alkoxy Groups with Alkylthienyl Groups: A Feasible Approach To Improve the Properties of Photovoltaic Polymers. Angewandte Chemie-International Edition 2011, 50, 9697-9702.
9. Chen, H. Y.; Hou, J. H.*; Zhang, S. Q.; Liang, Y. Y.; Yang, G. W.; Yang, Y.; Yu, L. P.; Wu, Y.*; Li, G.: Polymer solar cells with enhanced open-circuit voltage and efficiency. Nature Photonics 2009, 3, 649-653.
10. 大會報(bào)告：侯劍輝，“有機(jī)光伏近期進(jìn)展與未來挑戰(zhàn)”，2019年，2019年全國高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會，西安。

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