黄富强

黄富强教授黄富强现任中国科学院上海硅酸盐研究所研究员，中国科学院“百人计划”获得者。1987-1990年在南京理工大学化工学院获工学学士学位；1990-1993年在吉林大学理论化学研究所获理学硕士学位；1993-1996年在北京师范大学化学系获理学博士学位。1996-2003年先后在美国密西根大学、康乃尔大学、西北大学和宾夕法尼亚大学的化学系或材料科学和工程系任博士后或助理研究员和在德国西门子公司在美国的一个子公司任主管科学家。2003年12月应聘到上海硅酸盐研究所工作。

黄富强教授发言1. 围绕太阳能利用，展开了铜铟镓硒太阳电池、纳米光电材料、透明电极薄膜、新型超导材料、石墨烯等的性能探索、制备工艺及器件集成研究，取得较好的工作。2010年发表SCI论文约15篇（包括JACS、Adv. Mater.、Adv. Funct. Mater.、Eng. Environ. Mater.等），专利申请18项（4项国际专利），专利授权5项。

2. 围绕大面积、高效率CIGS太阳电池低成本制备工艺的开发，采用具有自主知识产权的非真空液相法制备了高性能的CIGS薄膜太阳电池，小面积（0.4 cm2）电池在AM1.5模拟太阳光下的光电转换效率达到了13.83%，是国内第一家采用非真空液相法制备出高效CIGS薄膜太阳电池，并经中科院太阳光伏发电系统和风力发电系统质量检测中心检测和证实。

3. 开展了CdTe电池新结构、新材料的探索。发现可兼容目前CdTe工艺的织构化方法，提出全新CdTe电池限光结构，通过QE测试确定提高了光吸收。采用p型石墨烯做CdTe电池的电极材料，其中做背电极得到9.1%的电池效率，优化工艺后有望进一步提高。单层到多层石墨烯透明导体薄膜实现方块电阻[~1000W(单层)¾200W(6-7层)]，并构建新结构电池（Glass/n-Graphene/CdS /CdTe /p-Graphene）效率到达4.1%。

4. 提出了一种新的复合结构 — 半导体|半金属|半导体，该结构可以很好的提升太阳能的利用效率，可以作为优异的染料敏化太阳能电池的电极材料，也可以作为很好的光催化材料。同时，我们开发了一种合成半导体复合二氧化钛空心球材料的简易方法，可以实现空心球的膜厚、空心到实心和成分的可控。该方法采用含结晶水硫酸盐辅助溶剂热过程来合成二氧化钛复合材料，得到的复合二氧化钛在光催化降解有机污染物和作为染料敏化太阳能电池的电极材料方面均显示出很好的性能。此外，我们在之前铌掺杂二氧化钛纳米晶的研究基础上进行了钽掺杂二氧化钛纳米晶材料的研究工作，同样得到了预期的结果。这些工作发表于Adv. Mater. 2010, 22, 3719-3722和Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 509–515。

QE-IPCE光电转换量子效率测试5. 采用磁控溅射法，使用自制高导电性的缺氧的ZnO基纳米陶瓷靶材，制备了电学和光学性能优越的ZnO基透明导电薄膜，并通过对薄膜溅射过程中成核和生长两步进行独立的调控，制备了高织构化表面的ZnO基薄膜。所制备的薄膜结晶性更好，方块电阻(0.66 W/sq)、可见透光率(~90%)和RMS粗糙度(40.2 nm)指标均达到或超过文献报道。该项工作发表于ACS Appl. Mater. Interfaces, 2 (2010) 2147–2152。

6. 通过新型折射率梯度纳米结构设计，低成本制备纳米球自组装梯度阵列结构、纳米薄膜/纳米球复合结构、PEG/PVP模板法孔隙调控薄膜和ZnO/SiO2双层结构等纳米多孔结构人工可控、折射率在基底与空气之间准连续可调、具有良好宽光谱减反增透性能新型纳米复合结构，探索研究其减反增透机理，并研究功能纳米颗粒的复合技术以及微纳米颗粒的复配技术，发展纳米颗粒的表面修饰技术，以提高涂层的附着力、耐磨损以及疏水、自清洁等综合特性，研究该工艺在太阳能电池方向的应用开发，可见光增透达到99.1%，并进行工业化技术放大探索研究，申请专利3项。

7. 根据相似相聚原则和热力学逆向设计思路，通过选择具有高反应活性的合适原料体系，采用反应烧结的方法，用低温快速合成方法首次成功在900℃合成具有高Tc和高Hc2的SmFeAsO基超导材料。在此基础上发展了更简单的机械合金化方法和更快速的微波合成方法。采用反应活性更高的“亚稳”的SmAs和FeO为主要原料，将SmFeAsO基超导材料的合成条件有效降低到900℃/2小时；非单质的LnOF和Fe2As等化合物原料的使用可以有效避免中间反应过程从而降低杂相含量。通过高能球磨处理可以提高粉体的反应活性，将F掺杂1111体系铁基超导材料的合成条件进一步降低到低温快速合成方法的900℃/20分钟，其Tc～50K，Hc2～390T。该工作发表于J. Am. Chem. Soc., 132, 3260–3261 (2010)，并被Nature Asia专文评论。

8.2018年4月，中科院上海硅酸盐研究所首席研究员黄富强带领的团队成功研发出治污新材料，光照2周内，可明显改善水质，帮助污水变清。^[1]

信息重点实验室 - 黄富强的近年来围绕新型太阳电池相关的材料设计、材料制备和器件集成做出了系统的创新性工作：提出了针对多元化合物结构设计的原子基团“相似相聚”规律、针对功能设计的结构功能区和堆积致密因子的设计思想，制备出了导电性能为目前文献报道最优的新型光电材料，并实现了多元复杂体系可控的低温快速制备，117种新化合物被Pearson's Handbook所收录；发明了铜铟镓硒和铜锌锡硫电池的低成本技术，铜铟镓硒电池集成取得突破，产业化工作获国家863重大项目课题支持；发明了无铟的透明导电石墨烯薄膜制备新方法，并首次应用于铜铟镓硒、碲化镉等薄膜太阳电池。 在Adv. Mater., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed.,Energy Environ. Sci., Adv. Funct. Mater.等学术刊物上发表研究论文200余篇；申请发明专利90余项(含国外20余项)；关于新型光电材料微观设计等多篇论文被Chemical Engineering Elsevier授予most cited award荣誉证书、入选欧洲化学的“very important paper”、被德国应用化学"spot highlight"、被英国皇家化学会评选为“hot article”，关于多元复杂体系化学设计的低温快速制备被NPG Asia Materials期刊(Nature亚洲子刊)以“Keep it cool”为题专文评论。

国外参加项目

美国自然科学基金

美国能源部基金

^[2]国内参加项目

选中国科学院2002年下半年度“引进国外杰出人才暨百人计划”。涉入固体化学/物理、陶瓷科学、结晶学和理论化学等的一些研究领域；曾从事新硫族化合物、各种荧光粉体和磁阻陶瓷等材料的合成和性能表征，以及过渡金属配合物和高碳原子簇等的电子结构与无机材料固体电子能带的量子计算。在国际杂志发表科技论文50余篇，在美国和欧洲分别公开2项专利。目前主要兴趣在于新型光电功能和锂电池等多功能无机材料的制备、表征和应用开发。

上海硅酸盐所黄富强研究员汇报^[3]Liang J, Bi H, Wan DY, Huang FQ*, Novel Cu Nanowires/Graphene as Back Contact for CdTe Solar Cells. Advanced Functional Materials, 22 (2012) 1267-71.

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<p>申请专利90项，其中国际专利申请20项

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代表专利授权

高徒学成令人倍感骄傲Chenot CF, Belinski-Wolfe J, Huang FQ, EL base phosphor synthesis method involving sonochemistry. EP1367113-A2

Chenot CF, Belinski-Wolfe J, Huang FQ, EL base phosphor synthesis method involving sonochemistry. US2004007692-A1

Stevens RL, Belinski-Wolfe JA, Huang FQ, Fan CW, Maxwell MA, High-bright orange electroluminescent phosphor ZnS:Mn,Cu,Sb. US6682664-B1

Stevens RL, Belinski-Wolfe JA, Huang FQ, Fan CW, Maxwell MA, High-bright orange electroluminescent phosphor ZnS:Mn,Cu,Sb. EP1396530-A2

Stevens RL, Belinski-Wolfe JA, Huang FQ, Fan CW, Maxwell MA, High-bright orange electroluminescent phosphor ZnS:Mn,Cu,Sb. JP200302835-A2

黄富强，刘敏玲，一类用于P型透明导的黄铜矿型材料及制备方法 (200610025073.1)

黄富强，王文邓，一种制备硫化锌电致荧光粉的方法 (200710037115.8)

黄富强，陈敬波，杨建华，刘伟丰，一种可用作锂离子电池固体电解质的硫化物材料及其制备方法 (200610116815.1)

黄富强，王文邓，一种硫化锌电致荧光粉的制备方法 (200710037119.6)

代表专利申请

黄富强，王耀明，铜铟镓硒薄膜太阳电池吸收层的制备方法 (国际专利 PCT/CN2008/073805)

黄富强，刘敏玲，陈立东，一种p型含铜硫透明导体薄膜的制备方法 (200710038809.3)

黄富强，孙军康，王耀明，刘战强，掺杂的磷酸铁锂活性物质与碳组成的正极材料及制备方法 (200710172797.3)

黄富强，夏玉娟，用于白光LED的锑酸盐系列荧光材料及其制备方法 (200910045115.1)

黄富强，夏玉娟，方爱华，刘战强，谢晓明，一类掺杂的铁基高温超导材料的制备方法 (200910050397.4)

黄富强，万冬云，表面织构化n型ZnO基透明导电薄膜及其制备方法 (200910051996.8)

Huang FQ, Belinski-Wolfe J, Fan CW, Isostatic-pressed ZnS raw materials making the lamp brighter. CM-1347 (USPatent)

Huang FQ, Fan CW, Electroluminescent phosphor ZnS:Cu,Br,Cl making better. CM-1345 (USPatent)

黄富强，吕旭杰，一种半导体复合多孔壁二氧化钛空心球材料及其制备方法 (201010152118.8)

黄富强，王耀明，A method for preparing light absorption layer of copper-indiumgallium-sulfurselenium thin film solar cells,US12826008，4748/DELNP/2010

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2018年1月8日，黄富强的面向太阳能利用的高性能光电材料和器件的结构设计与性能调控项目获得2017年度国家自然科学奖二等奖。^[4]