染料敏化太阳能电池（DSSCs）是颇具应用潜力的太阳能转换器件。对电极催化剂作为DSSCs的重要组件之一，其性能对DSSC的整体工作性能有很大的影响。贵金属铂电极是典型的DSSC对电极催化剂，但由于铂材料资源有限、成本高、易腐蚀、不匹配等问题，开发非铂对电极催化剂成为发展高性能DSSC的当务之急。目前，非铂对电极催化材料主要集中在碳材料、导电聚合物、合金、过渡金属化合物及这四种材料相互之间形成的复合材料。

针对贵金属铂电极面临的压力与挑战，材料与矿资学院功能材料研究所（FML）博士研究生李晶，设计了一种新颖的电催化材料，即在氮掺杂的碳材料中，通过热解钴咪唑聚合物获得Co-C-N，进一步通过离子交换法获得Ta-Co-C-N（见下图1）。研究表明：这种材料表现了优异的电催化性能和光伏性能，获得了7.96%的光电能量转换效率，这一效率值高于同等实验条件下贵金属铂电极的光电能量转换效率（7.19%）。

图1  Ta/Co-N-C材料制备工艺流程示意图

氮掺杂能有效的提高碳材料的性能，在氮掺杂的碳材料中巧妙地引入过渡金属钽（Ta）和钴（Co），获得的Ta-Co-C-N材料有望进一步应用于其他新能源领域，如太阳电池、燃料电池、制氢、储能、有机物降解、生物传感器、污染控制等领域。

碳材料在新能源材料与器件（燃料电池、锂电池、超级电容器、太阳能电池等）中具有巨大的应用潜力。这个研究工作为发展高性能的电极材料提供了一种有效的策略。基于这个工作撰写的研究论文“Incorporating transition metals (Ta/Co) into nitrogen-doped carbon as counter electrode catalysts for dye-sensitized solar cells”于2017年10月6日在《Carbon》在线发表。

博士研究生李晶所做的这一工作是在其博士导师云斯宁教授的严格要求和悉心指导下完成的。云斯宁教授在科技论文写作及学术论文评审方面都具有丰富的经验。论文历经两年多时间，反复试验、多次修改、多次校对，最终得以发表，为课题组和研究所其他研究生在课题选择、实验设计、实验执行、论文撰写、投稿、修改等科研环节树立了榜样。

国际期刊《Carbon》收录于Elsevier数据库中，美国科学情报研究机构汤森路透《Thomson Reuters 2016 Journal Citation Reports》2017年6月14日最新公布的《Carbon》最新的影响因子为6.337，五年影响因子（5-Year impact factor）为6.834。《Carbon》在中科院SCI分区中属于大类1区期刊。该期刊是碳材料领域非常专业的顶级期刊，专门发表碳材料科学与工程相关领域的高级论文，对文章的新颖性和质量要求很高，要求方法新颖、应用有潜力，对相关领域的研究和发展具有重要的引领作用。

期刊链接：

https://www.journals.elsevier.com/carbon/

论文链接:

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0008622317310011