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张文凯

男, 北京师范大学物理与天文学院, 教授/研究员/教授级高工或同等级别

学习/工作经历

1996-09 ~2001-07 中国科学技术大学 本科生
2001-09~2006-07 中国科学院化学研究所分子反应动力学国家重点实验室 研究生
2006-07~2007-01中国科学院化学研究所分子反应动力学国家重点实验室 研究助理
2007-01~2007-11 加州大学伯克利分校 博士后
2007-11~2013-11 斯坦福大学PULSE研究所 博士后
2014-01~2015-11 宾夕法尼亚大学 博士后
2015-11~2016-08 北京师范大学 研究员
2016-09~至今 北京师范大学 教授

研究领域和兴趣

超快动力学

主要业绩

太阳能是绿色环保的可持续清洁能源,在国家“双碳”战略中占有重要地位。为了太阳能的高效利用,近年来,研究人员开发了多种新型光电转换材料。而为了实现新型光电转换材料的高效开发,亟需研究阐明其微观动力学过程,但这是一个基础且非常有挑战性的科学难题。其原因在于,这些光物理和光化学过程往往非常复杂,光激发后常常伴随着一系列复杂而快速的动力学过程,并最终影响能量的转化和利用。在影响能量转换效率的众多因素中,光生载流子的迁移和复合是决定光电转换效率的关键因素。光生载流子的迁移与复合是一个超快、非绝热和非平衡的过程,这些过程的实时探测和深度阐释对研发高性能太阳能电池具有决定性的意义。围绕这一关键科学问题,申请人设计建造了世界上首台飞秒超快硬X射线发射光谱仪,并将其应用于捕捉光电转换过程中的关键中间态及其结构;完全消除了瞬态吸收光谱中由泵浦散射引起的所有噪声,提高了检测灵敏度和信噪比,实现了太阳光照条件下对光生载流子动力学的测量和调控;开发了新型位点敏感红外探针研究光电转换过程中位点选择的电荷转移动力学过程。通过这些研究,解决了长期争议的一些关键科学问题,提出了新的学术观点,拓宽了人们对光生载流子迁移和复合动力学的知识边界,为研发高性能太阳能电池和光催化器件提供了理论指导和参考。近五年,申请人共发表SCI论文100余篇,其中通讯/第一作者论文60余篇,包括1篇Nat. Commun.、1篇Sci. Adv.、2篇J. Am. Chem. Soc.、1篇Angew. Chem. Int. Ed.、1篇Nano Lett.、2篇Adv. Mater.、3篇Adv. Funct. Mater.、2篇Chem. Sci.和5篇J. Phys. Chem. Lett.,其中2篇Adv. Mater.均为高被引论文。应邀在国际化学主流期刊撰写综述[Chem. Rev. 2024, 124, 6501]。该系列研究成果引起国际同行的关注,论文总引用6000余次。

代表成果

18. Guangliu Ran, Hao Lu*, Yahui Liu*, Tanjin Lv, Zhishan Bo, Wenkai Zhang*, “High-performance Ternary Organic Solar Cells With Spectral Uniform Photocurrent Generation by Enhanced Förster Resonance Energy Transfer Induced Reverse Hole Transfer”, Adv. Funct. Mater. 2024, 2417478 (2024).
17. Wenli Su, Xiaofan Jiang, Yubo Yang, Xiaotian Bao, Wenkai Zhang*, “The Role of Cations in Coherent Phonon Properties in Dion–Jacobson Type 2D Hybrid Organic–Inorganic Perovskites”, J. Phys. Chem. Lett. 15 (48), 12034−12041 (2024).
16. Shaoquan Li#, Zixian Li#, Jianing Yue#, Huijuan Wang#, Yujun Wang, Wenli Su, Geoffrey IN Waterhouse, Lihong Liu*, Wenkai Zhang*, Yufei Zhao*, “Photocatalytic CO2 Reduction by Near‐Infrared‐Light (1200 nm) Irradiation and a Ruthenium‐Intercalated NiAl‐Layered Double Hydroxide”, Angew. Chem. Int. Ed. e202407638 (2024).
15. Guangliu Ran#, Bo Zhuang#, Jiulong Huang, Hao Lu, Yahui Liu, Zhishan Bo, Feng Gai*, Wenkai Zhang*, "Electron, Hole, and Energy Transfer Dynamics in Non-Fullerene Small-Molecule Acceptors", Chem. Sci. 15, 16079-16085 (2024).
14. Mengliang Zhu, Hang Zhang, Yuhang Yao, Mingpu Wen, Guangliu Ran, Yi Yu, Ruijing Zhang, Xing-Jie Liang, Jing Zhang, Wenkai Zhang* and Jun-Long Zhang* “More is different: progressive β-thiolation induced-porphyrin aggregation switches singlet oxygen photosensitization”, Chem. Sci., 15, 13841-13852 (2024).
13. Yongjie Chen#, Yingqi Zheng#, Jing Wang#, Xuan Zhao, Guanhao Liu, Yi Lin, Yubo Yang, Lixiang Wang, Zheng Tang, Ying Wang, Yanjun Fang*, Wenkai Zhang*, Xiaozhang Zhu*, "Ultranarrow-bandgap small-molecule acceptor enables sensitive SWIR detection and dynamic upconversion imaging", Sci. Adv. 10 (23), eadm9631 (2024).
12. Ran-ran Feng, Manxi Wang, Wenkai Zhang*, Feng Gai*, "Unnatural Amino Acids for Biological Spectroscopy and Microscopy", Chem. Rev. 124 (10), 6501-6542 (2024).
11. Chao Ge#*, Yachao Li#, Haiying Song*, Qiyuan Xie, Leilei Zhang, Xiaoran Ma, Junfeng Liu, Xiangjing Guo, Yinzhou Yan, Danmin Liu, Wenkai Zhang*, Shibing Liu and Yang Liu*, “Anisotropic carrier dynamics and laser-fabricated luminescent patterns on oriented single-crystal perovskite wafers”, Nature Communications 15, 914 (2024).
10. Hao Lu#, Guangliu Ran#, Yuqiang Liu, Zengliang Pei, Wenxu Liu, Yahui Liu*, Zheng Tang*, Wenkai Zhang*, Zhishan Bo*, "Green-Solvent-Processed High-Performance Ternary Organic Solar Cells Comprising a Highly Soluble and Fluorescent Third Component", Adv. Funct. Mater. 2023, 2301866 (2023).
9. Kerui Liu, Yuanyuan Jiang, Feng Liu*, Guangliu Ran, Fei Huang, Wenxuan Wang, Wenkai Zhang*, Cheng Zhang, Jianhui Hou, Xiaozhang Zhu*, “Organic Solar Cells with Over 19% Efficiency Enabled by a 2D-Conjugated Non-Fullerene Acceptor Featuring Favorable Electronic and Aggregation Structures”, Adv. Mater. 35, 32, 2300363 (2023).
8. Hao Lu#, Guangliu Ran#, Yuqiang Liu, Zengliang Pei, Wenxu Liu, Yahui Liu*, Zheng Tang*, Wenkai Zhang*, Zhishan Bo*, "Green-Solvent-Processed High-Performance Ternary Organic Solar Cells Comprising a Highly Soluble and Fluorescent Third Component", Adv. Funct. Mater. 2023, 2301866 (2023).
7. Xiaotian Bao, Xianxin Wu, Yuxuan Ke, Keming Wu, Chuanxiu Jiang, Bo Wu, Jing Li, Shuai Yue, Shuai Zhang, Jianwei Shi, Wenna Du, Yangguang Zhong, Huatian Hu, Peng Bai, Yiyang Gong, Qing Zhang*, Wenkai Zhang*, and Xinfeng Liu*, "Giant Out-of-Plane Exciton Emission Enhancement in Two-Dimensional Indium Selenide via a Plasmonic Nanocavity", Nano Lett. 23, 9, 3716-3723 (2023).
6. Lin Zhang, Hengwei Qiu, Ran Shi, Jinsong Liu, Guangliu Ran, Wenkai Zhang*, Genban Sun, Run Long*, Weihai Fang, "Charge Transport Dynamics of Quasi-Type II Perovskite Janus Nanocrystals in High-Performance Photoconductors", J. Phys. Chem. Lett. 14, 1823-1831 (2023).
11. Jingsong Liu, Ran-ran Feng, Liang Zhou, Feng Gai*, and Wenkai Zhang*, “Photoenhancement of the C≡N Stretching Vibration Intensity of Aromatic Nitriles”, J. Phys. Chem. Lett. 13, 9745–9751 (2022).
5. Guangliu Ran#, Johar Zeb#, Hao Lu, Yahui Liu, Andong Zhang, Lexuan Wang, Zhishan Bo*, Wenkai Zhang*, “Ultrafast Carrier Dynamics of Non-fullerene Acceptors with Different Planarity: Impact of Steric Hindrance”, J. Phys. Chem. Lett. 13, 5860–5866 (2022).
4. Yuhang Yao#, Guangliu Ran#, Chun-Liang Hou#, Ruijing Zhang, Daniel N Mangel, Zi-Shu Yang, Mengliang Zhu, Wenkai Zhang*, Jing Zhang*, Jonathan L Sessler*, Song Gao, Jun-Long Zhang*, “Nonaromatic Organonickel (II) Phototheranostics”, J. Am. Chem. Soc. 144 (16), 7346-7356 (2022).
3. Feng Liu#, Liang Zhou#, Wenrui Liu, Zichun Zhou, Qihui Yue, Wenyu Zheng, Ri Sun, Wuyue Liu, Shengjie Xu, Haijun Fan*, Liheng Feng, Yuanping Yi, Wenkai Zhang*, Xiaozhang Zhu*, "Organic Solar Cells with 18% Efficiency Enabled by an Alloy Acceptor: A Two-in-One Strategy", Adv. Mater. 33, 2100830 (2021).
2. Yangguang Hu#, Fei Zhan#, Qian Wang#, Yujian Sun, Can Yu, Xuan Zhao, Hao Wang, Ran Long, Guozhen Zhang, Chao Gao,* Wenkai Zhang,* Jun Jiang, Ye Tao,* and Yujie Xiong*, "Tracking Mechanistic Pathway of Photocatalytic CO2 Reaction at Ni Sites Using Operando, Time-Resolved Spectroscopy", J. Am. Chem. Soc. 142, 5618−5626 (2020).
1. Yuhang Yao, Chun-Liang Hou, Zi-Shu Yang, Guangliu Ran, Lei Kang, Cuicui Li, Wenkai Zhang*, Jing Zhang* and Jun-Long Zhang*, "Unusual near infrared (NIR) fluorescent palladium(II) macrocyclic complexes containing M–C bonds with bioimaging capability", Chem. Sci. 10, 10170 (2019).

*以上信息由高级会员个人更新和维护。