热电转换:分子材料的新机遇与挑战——香山科学会议第580次学术讨论会综述
 
 
 
 
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“中国学术会议在线”会议信息发布规则
一、总则 "中国学术会议在线"是经教育部批准,由教育部科技发展中心主办,面向广大科技人员的公益性学术会议信息服务平台。为规范学术会议信息发布流程,促进信息发布的准确性、可靠性、及时性,特制定本规则。 二、发布会议范围及责任 1、本网站为广大学术机构、科研人员提供综合性学术会议信息发布和查询平台,发布各类以学术交流为目的学术会议信息。 2、本网站原则上不发布盈利性的培训类会议,视具体情况发布区域性、行业协会的技术研讨、会展信息。   3、信息发布方须对其在本网站上发布信息的真实性负责,如果违反真实性承诺,所产生的一切后果及责任,由信息发布方承担。 4、信息发布方必须遵守中华人民共和国法律法规以及《互联网信息服务管理办法》相关规定。 三、国内学术会议发布   1、各学会、科研院所、高校提交的国内学术会议信息,经“会议在线”审核,确定该信息已发布在学会、科研院所、高校的网站上,会议主办方、联系人等信息明确,可在1个工作日内发布。   2、各学会、科研院所、高校主办或承办的国内学术会议,未在其主办方官方网站发布,需提交有主(承)办单位公章的证明文件,并提供相关负责人姓名及联系方式。 四、国际学术会议发布   1、各学会、科研院所、高校主办或承办的国际学术会议,会议信息已在该学会、科研院所、学校校级网站上发布,相关负责人姓名及联系方式,会议主办单位、联系人等信息明确,经会议在线审核后,可在1个工作日内发布。   2、各高校院系主办或承办的国际学术会议,未在校级网站发布的,需提供校级主管部门的证明文件,并提供相关负责人姓名及联系方式,方可发布。各学会、科研院所主办或承办的国际学术会议,未在其官方网站发布的,需提供本学会或科研院所的证明文件。 3、非学会、科研院所、高校主、承办的国际会议,如为首次举办(第一届或无届别会议),需办会机构提供会议举办所在省、自治区、直辖市外事部门批准文件,并提供相关负责人姓名及联系方式,后可发布会议。 五、对会员投诉会议的处理 1、“中国学术会议在线”对于已经审核通过的会议,如接到以下投诉,一经核实,网站将撤销该会议信息。投诉内容包括但不限于: 1)会务组联系电话长时间无人接听或占线; 2)会议内容、出席人员、规模等信息与会前通知严重不符; 3)会议取消或未按时召开,未及时通知本网站。 2、对于提供虚假会议信息、虚假证明文件的办会机构,一经查实,该办会方将被列入网站黑名单,取消发布会议资格,并在网站上公示,情节严重者触犯法律者将报公安部门处理。 六、免责条款 中国学术会议在线为非盈利性网站,我们将恪尽审核义务,对于因办会方失信给第三方造成的损失,中国学术会议在线不承担责任。   中国学术会议在线 2013年3月
教育部科技发展中心门户网站新版上线公告
教育部科技发展中心门户网站(www.cutech.edu.cn)于2012年3月12日全新改版上线。   新版网站内容更为丰富,注重“中心”业务工作宣传和科技类信息的报道,增强服务力度同时提升了用户体验。   新版网站主要有以下几大改进:   一、页面美观简洁,以蓝色调为主,风格清晰明快,增大页面分辨率适应当前主流要求,字体大小和颜色适合用户阅读。   二、在网站原有业务工作栏目基础上增加——规范校办产业发展、宽带卫星计划、互联网创新平台联盟等专栏。   三、增加中国科技论文在线、中国学术会议在线两大信息服务平台当日信息更新栏目。   四、新网站整合了“中心”对外服务平台的内容,包括:高校专利信息服务平台、教育部科技查新服务平台、科技奖励网络申报系统、教育部专家信息系统、全国高校产业统计系统等,更方便用户查找和使用。   五、根据广大读者关注热点问题进行栏目改进与更新,改进栏目有——图片新闻、要闻咨询、学术评论、政策法规和知识产权等。   六、增强网站后台功能和相关软硬件优化,使信息更加快速安全传递给广大用户。   新版测试期为一个月,网站还有需要完善之处,在此期间如出现问题或给大家带来不便,请谅解,同时欢迎大家提出宝贵意见与建议,联系邮箱:sjy@cutech.edu.cn或linye@cutech.edu.cn。 教育部科技发展中心网站 二0一二年三月九日
中国学术会议在线新版开通,欢迎使用!
中国学术会议在线新版终于与大家见面了。在新版中,我们实现了一些优化和改进,尽力为广大用户提供更优秀的学术信息服务平台。相比旧版,新版的改进有: 分类学科信息 会议信息以学科分类,设置学科单页,便于各专业用户查询本专业内相关学术会议。 改观页面设计 新的页面采用宽页面、小模块化,方便用户浏览。 简化视频点播 视频点播无需另下载插件,直接点击播放。并针对单位用户特别推出“中国学术会议在线校园速递服务”,提高视频点播流畅性。 推出讲座资源 倾力推出高校学术讲座交流平台,促进高校间学术资源共享。 引入用户评价 参会用户可对学术会议进行评价,如办会方诚信、会议学术水平,为后来参会者提供参考,舆论监督促进提高办会水平。 注意事项: 1、由于教育网和公网之间存在带宽瓶颈,非教育网用户可能无法流畅观看视频,我们将努力改善并解决此问题。教育网集体用户(高校)如遇到视频观看不流畅的问题,可以学校为单位申请“中国学术会议在线校园速递服务”,以改善观看体验。参见《关于开展中国学术会议在线视频校园速递服务试点的通知》。 2、新版测试期一个月,网站还有大量需要完善之处,在此期间可能因为优化系统出现短暂的服务中断,请大家谅解。如您在新版使用过程中遇到任何问题,欢迎提出意见与建议,联系邮箱meeting@cutech.edu.cn或scimeet@yahoo.com。 中国学术会议在线 二0一一年一月十日
“中国学术会议在线”兼职信息员招聘启事
   “中国学术会议在线”(www.meeting.edu.cn)是经教育部批准、教育部科技发展中心主办的公益性学术网站。因业务发展需要,现面向国内高校以及中科院系统招聘兼职信息员。 应聘要求: 1、应聘人员应为高校或中科院在读硕士或博士研究生; 2、专业文科最佳,有理工科背景,如科技哲学、情报学、图书馆学、信息管理、知识管理等相关领域; 3、有参与学术会议交流的经验; 4、关注本学科及相关研究领域的国内外学术交流动态,视野开阔,信息资源丰富; 5、有一定的课余时间,责任心强,能够连续工作一年以上。    请有意者将个人简历发至 scimeet@yahoo.com 或 meeting@cutech.edu.cn              教育部科技发展中心                  中国学术会议在线 2013年6月5日
高校学术讲座交流平台开通,欢迎使用!
为优化我国科研环境,促进高校之间优质学术讲座资源的交流与共享,由教育部批准、教育部科技发展中心主办的“中国学术会议在线” 首批联合20所重点高校共同建设“高校学术讲座资源交流平台”(以下简称“讲座平台”),平台目前正式开通使用。 首批加入讲座平台的成员高校有:西安交通大学、河海大学、电子科技大学、北京交通大学、东北师范大学、北京理工大学、北京邮电大学、东北大学、合肥工业大学、湖南大学、华南理工大学、华南农业大学、兰州大学、南京航空航天大学、山东大学、西北工业大学、西南大学、湘潭大学、浙江大学、中山大学。 平台资源面向成员高校免费开放,各成员高校用户可直接通过本校网络访问讲座平台,查看平台内各校讲座预告、讲座视频,并可根据感兴趣的学科、学校、演讲人或其他关键字对讲座资源进行检索和查看。 欢迎致力于促进学术交流、并有兴趣加入讲座平台的高校相关部门与我们联系,联系方式: 教育部科技发展中心 中国学术会议在线 联 系 人: 王鑫、孔翦 地 址: 北京海淀区中关村大街35号 100080 电 话: 010-62514015,82503990 电子邮箱: meeting@cutech.edu.cn, scimeet@yahoo.com 教育部科技发展中心 中国学术会议在线 二○一一年一月十日
 
 
 
 
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热电转换:分子材料的新机遇与挑战——香山科学会议第580次学术讨论会综述
日期:2017-04-20 21:30  所属学科:材料学>复合材料  点击数:330
稿件来源:香山科学会议 
    随着人类社会的进步,能源和环境问题日益成为人类实现可持续发展所必须解决的两个最为急迫的问题,一方面化石能源不能再生,储量又是有限的,日益稀缺,人类社会要实现可持续的发展必须要寻求可再生的替代能源。此外,在能源的生产和消费过程中,废弃物的排放成为影响地球环境的重要因素,因此解决环境问题需要使用清洁的能源。热电材料的研究在解决能源和环境问题方面具有重要意义。利用热电发电机将废热转化为电能,将使燃料的能量转换率得以提高,从而减少化石燃料的消耗并减少温室气体的排放。基于热电材料的制冷器则可以实现无需制冷剂的完全绿色的制冷。近年,物联网、可穿戴电子产品的快速发展,对利用环境温度梯度、体温发电的、长期免维护的供能设备存在急迫需求,成为热电材料研究的新热点。 

    长期以来,热电材料都是基于无机半导体材料,目前已取得了长足的发展,并有实际的应用。继有机发光二极管、有机晶体管和有机光伏之后,有机热电材料正成为分子功能材料一个新的前沿研究方向,并得到愈来愈多的学者关注。为进一步凝练有机热电材料研究的科学问题并推动相关研究向更高目标迈进,也为进一步促进国内研究人员的交流与合作,香山科学会议于2016年11月22—23日在北京香山饭店召开以“热电转换:分子材料的新机遇与挑战”为主题的第580次学术讨论会。会议由中国科学院化学研究所朱道本研究员、华东理工大学田禾教授、清华大学帅志刚教授、中国科学院上海硅酸盐研究所陈立东研究员担任会议执行主席。会议邀请30余位多学科跨领域的专家学者与会,围绕(1)小分子及聚合物热电材料;(2)有机/无机杂化热电材料;(3)基于有机热电材料的器件研究;(4)有机半导体材料的输运机理与热电性能等中心议题进行了深入讨论。 

    中国科学院化学研究所朱道本研究员做主题评述报告,对有机热电研究的国际动态与发展机遇、挑战性科学问题、中国的研究现状与发展策略进行了评述、分析和展望。朱道本研究员指出,能源与环境问题是人类社会共同面临的挑战,现阶段能源利用效率较低,每年大量的能源以废热形式排放到环境中,造成能源浪费,如何有效利用废热开发“二次能源”,成为亟待解决的问题。热电材料与器件恰恰具有将废热能源与自然界热能转化为电能的能力。利用热电效应中的“塞贝克效应”和“帕尔贴效应”,可以实现热能与电能的直接转换,使热电材料成为重要的能源材料。热电材料与器件所具备的体积小、重量轻、无噪音、低污染等特点,使其在温差发电和电致冷等领域具有重要的应用前景。朱道本研究员对热电材料的研究发展历史、性能评价体系、现阶段的主要热电材料体系进行了介绍。随后,他对有机热电的研究动态和发展机遇进行了详细介绍。他指出,有机热电材料的性能在近10年取得了大幅提升,有机及有机/无机杂化热电材料的主要性能指标已经和多种无机材料在室温下最优性能相当。近年来在相关领域的研究投入和研究成果均迅速增长,有机热电领域正在吸引更多的研究兴趣。中国已经成为世界范围内的重要力量,对有机热电领域的发展做出了巨大贡献。朱道本研究员指出,有机热电领域具有重大的自主创新机遇,但也存在很多挑战性的科学问题。其中主要问题包括有机热电材料的设计、合成缺乏基本思想和策略,有机热电材料的物理图象、基本规律和主要参数间的制约关系缺乏基本理解,有机热电器件的构建、集成和功能性应用缺乏实验积累等等。在有机热电领域,中国与世界同时起步,国内已有多个课题组正在开展相关工作,并在高性能材料体系、有机热电的原理与机制、器件构建集成与应用等方面取得了重要研究成果。目前,我国在有机热电研究领域已经形成了自身的优势,在创制新材料、形成新理论、发展新功能、催生新产业等方面存在发展机遇。朱道本研究员最后在发言中指出,有机热电材料与器件逐渐成为21世纪的新兴前沿研究方向,我国在该领域具有十分重要的自主创新机遇,如何准确把握有机热电的发展方向和发展策略是抓住机遇的根本! 

一、小分子及聚合物热电材料 

    与会专家作了题为“缺陷化学优化热电性能的新思路”的中心议题报告,介绍了利用缺陷化学优化热电性能的新思路。通过缺陷化学可以调节固体晶格本征的电子和声子的输运行为,进而实现热电性能的优化。通过这一思想,热电领域在过去十多年中取得了很多重大突破。但报告认为,基于缺陷工程思想的优化策略在关注电子电荷自由度和声子自由度的同时,忽略了对其他缺陷引发的调控自由度的研究,包括缺陷相关的自旋自由度的调控、基于缺陷的原子和电荷转移效应、缺陷相关的表界面效应调控等等。报告希望唤起对这些新的热电性能优化策略的关注,并将其与已有的主流优化策略相结合,为热电材料研究注入新的活力。 

    与会专家分别针对热电效应、热电器件、材料性能评价和优化策略等基本问题、对基于聚3,4-乙撑二氧噻吩(PEDOT)的有机热电材料体系以及有机单晶薄膜材料的电学掺杂和热电效应研究作了专题报告。 
 
    与会专家讨论了有机热电材料研究中对候选材料体系的选择上的考虑,包括迁移率、载流子有效质量等参数,认为有机半导体材料基本物理性能的相关数据库的建立对于有机热电材料的研究将具有重要意义。对于单分子热电性能,测量上的挑战十分巨大。高性能有机热电材料仍十分稀少, p-型材料中PEDOT仍是重要的备选之一,PF高、稳定性好,但又有很多物理问题还未弄清楚。PEDOT本身,随着掺杂剂、添加剂和处理方法的不同,其电到导会发生3-4个数量级的变化,其内在的机制不是很清楚,如何既能保持高σ,并提高S,从而提高PF,是一个很重要的思考和研究方向。材料设计方面OTE领域要有新突破,还需形成有中国特色的明星分子、明星骨架,明星掺杂剂。要注重系统性工作,不是单独的追求高的ZT值,厘清掺杂剂的影响机制、优化机制、退掺杂机制,需要认清内在的物理和化学问题;测量标准建立过程中,需要大家静心思考存在的问题。 

二、有机/无机杂化热电材料 

    与会专家做了题为“有机/无极杂化热电材料”的中心议题报告。报告首先对热电材料的研究历程进行了回顾,并介绍了典型的聚合物热电材料体系。随后对有机热电材料的性能优化策略进行了细致的介绍和讨论:利用掺杂调控可以有效优化有机材料热电性能,如PEDOT体系通过去掺杂等调控,可以大幅提高热电优值;通过分子链拉伸,提高高分子构象有序度,可以有效提高如聚苯胺等导电高分子材料的热电性能;有机/无机复合或杂化也是获取高性能热电材料体系的有效手段。但目前有机/无机复合和杂化体系尚存在许多问题和挑战,如复合结构对热电输运性能的影响机制目前尚无统一的见解,有机/无机杂化界面对高分子结构影响的程度目前尚无有效的表征方法和理论认知,电、热输运的本征性能缺乏有效预测方法,缺乏有效手段实现高分子高度有序化等等。这些问题亟待开展进一步的实验探索和系统的理论研究。 

     与会专家还分别针对有机热电材料的性能优化策略、聚合物/碳材料复合物的热电材料、导电聚合物分子结构有序性的调控及其热电性能优化有机热电材料的性能测量方法做了专题报告。 

     与会专家讨论了杂化体系中关键科学问题,指出对于高热导体系降低热导相对容易,但提升功率因子较困难,杂化的思路有利于实现迁移率、塞贝克系数的同时提升。对于杂化体系中无机-有机界面作用力的实质的认识,对杂化体系的研究具有关键意义。杂化体系中能否产生新的化学键也是大家关心的问题。在无机/有机杂化体系的选择上,如何实现二者相加大于单一组分的性能,两者间具有相互作用应该是关键。有机薄膜材料的厚度(100纳米)和实际器件应用(几十微米)之间的距离是个值得关注的问题,另外薄膜热电性能的准确测量需要建立标准方法。另外,对于复合体系薄膜材料其中的表、界面问题,与块体材料相比较,其对电和热输运性质具有更重要的影响。 

三、基于有机热电材料的器件研究 

    与会专家作了题为“有机热电器件的构筑及其功能化”的中心议题报告,指出,有机热电器件是有机热电领域的重要组成部分之一,但目前有机热电器件的研究总体上处于缺乏方向性认知的起步阶段。目前有机热电器件主要面临四个方面的问题:(1)缺乏符合有机热电材料自身特点的器件构筑与性能评价方案;(2)尚未形成有机热电器件性能调控策略的规律性认识;(3)热电转换过程的调控方法和功能导向的器件结构发展滞后,无法满足功能拓展需求;(4)缺乏器件的高效构筑和集成方案。随后报告介绍了其成果并对未来研究方向进行了展望,认为有机热电器件的研究,应该借鉴无机热电器件的器件结构、性能调控手段和功能研究方法,结合有机电子/光电器件的器件因素认识、性能调控方法和制备技术,同时融合有机热电材料的特点发展有机热电器件的新功能和新应用,以此来加速有机热电器件的研究步伐。 

    与会专家还分别针对柔性热电材料及器件的研究、聚合物-金属导体纳米复合热电材料的研究作了专题报告。 

    有机热电材料的研究对测试技术与方法、特别是建立一套测试标准提出了急迫要求,在建立标准方法前,重要结果采取双重校对(double check)可以较好地保证数据的真实和可靠性,为本方向的健康发展提供保障;与会专家呼吁有关的主要研究单元,牵头建立一套测试标准,抓住话语权,形成国际引领。 

四、有机半导体材料的输运机理与热电性能 

    与会专家做了题为“有机/聚合物热电材料输运理论”的中心议题报告,指出有机固体热电转换机制及相关理论研究面临巨大困难和挑战。有机热电材料理论研究的核心是输运问题,包括电荷输运和热输运。理解微观传输机制,发展计算方法,性能预测和优化将为材料设计提供指导。报告详细介绍了针对电荷输运不同模型所发展的计算方法,以及对应的经典有机材料的理论计算结果和实验结果的比较。他指出面向有机固体,发展定量计算电声相互作用矩阵元的方法是亟待解决的关键问题。在有机半导体中,充分考虑结构无序(如晶界、缺陷、杂质等)以及电荷-振动耦合(极化子效应)所带来的电荷局域化,并在第一性原理水平上,模拟有机固体的热电性质,以期建立定量结构-性能关系的系统方案,是个重要挑战。随后,报告还介绍了目前模拟材料中声子热导的两种方法,认为这两种方法均具有一定局限性。 

    与会专家还分别针对有机纳米尺度材料与器件的热电输运性质的物理模型和计算方法、块体“声子玻璃”中的低维电子能带来提高热电转换效率的研究、材料纳米化实现热电材料性能优化的机制、有机半导体塞贝克预测模型、有机分子和聚合物单晶热电输运性质的理论计算作了专题报告。 

    理论研究对有机热电材料设计的指导是与会专家共同感兴趣的问题,大家就此展开了充分的讨论,比较明确的是高迁移率材料是重要的候选对象,但由于目前的理论模拟尚未与分子结构直接挂钩,更多是从解释实验现象出发,给出的图像性模型,尚不能实现对有机热电材料分子设计的直接指导。对于现有的理论模拟方法,计算迁移率和塞贝克系数的准确性的问题,有机材料由于其自身结构和传输机制的复杂性,以及实验方法对测量数据的影响,也使相关研究相对无机材料更为复杂。有机材料的掺杂问题和无机材料有极大的不同,掺杂剂的引入对分子的堆积、电子结构都会产生很大改变,用理想化的材料结构模型进行计算模拟会导致与实验结构的偏离。 

五、建议与总结 

    与会专家对本次会议的四个中心议题,结合会议报告的内容进行了热烈的讨论。大家形成以下共识: 

    1.有机热电研究已成为热电材料领域中一个重要的新方向,近年来发展迅速,并且愈来愈引起各国学者的重视。 

    2.中国学者在有机热电研究上所取得的成果为推动此新方向的形成做出了重要贡献。 

    3.当前有机热电材料研究中挑战与机遇并存,我们需要聚焦核心的物理和化学问题,通过各方面力量配合,协同推动有机热电材料的研究,为实施创新驱动的发展战略,为新兴产业的形成做出贡献。 

    4.聚焦新材料合成、有机-无机复合、输运理论、器件应用研究四个的问题,凝聚多学科交叉的研究队伍,理论与实验结合,厘清关键科学问题,形成更多原创性的工作,在今后国际竞争中取得主动。 

    5.希望有关科技管理和支撑部门关心和支持这个新兴的研究方向,使得中国学者在此方向的研究工作能获得较稳定的支持,保持自身的优势。 

    6.有机热电材料的研究对测试标准的建立提出了急迫要求,建议有关的主要研究单元牵头建立一套测试标准,抓住话语权,形成国际引领。 

    7.定期举办国内有机热电材料学术交流会,促进国内学者间的学术交流与合作。 
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