凡群平

男， 西安交通大学， 教授/研究员/教授级高工或同等级别

学习/工作经历

2008.09-2012.06，湘潭大学，本科
2012.09-2015.06，湘潭大学，硕士研究生，导师：刘煜 教授
2015.09-2018.06，苏州大学，博士研究生，导师：李永舫 院士
2018.06-2020.06，瑞典查尔姆斯理工大学，博士后，合作导师：Ergang Wang（王二刚）教授
2020.07-2022.01，香港城市大学，博士后，合作导师：Alex K.-Y. Jen（任广禹）院士
2022.01-2023.02，西安交通大学，特聘研究员，博导
2023.02-至今，西安交通大学，教授，博导

研究领域和兴趣

有机光电功能材料与器件，包括有机太阳能电池、有机电化学晶体管、有机光电探测器

主要业绩

凡群平，西安交通大学“青年拔尖人才支持计划-A类”教授、博导，入选国家级青年人才项目(海外优青)，担任Nano-Micro Letters和DeCarbon等期刊青年编委。近年来主要聚焦有机光电子材料与器件领域关键科学问题，基于活性层材料杂原子修饰策略，以研发高性能有机半导体材料为基础，制备了系列面向批量稳定生产和实际应用的高效有机光伏器件和有机光电探测器。以第一(共同)/通讯作者在Joule(2篇), Energy Environ. Sci., Adv. Mater.(3篇), Angew. Chem. Int. Ed.(4篇), Adv. Energy. Mater., Nano-Micro Lett.,Adv. Funct. Mater.(3篇), Sci. Bull.,Nano Energy(5篇)和Sci. China Chem.(8篇)等高水平专业期刊上发表研究论文60余篇，其中10余篇入选 ESI高被引论文/ESI热点论文，1 篇入选“第四届中国科协优秀科技论文遴选计划”优秀论文奖。
已取得的重要研究成果：
（1）发展卤代二维共轭聚合物给体材料构筑高效厚膜OSCs新策略，解决高性能活性层厚膜制备困难而不利于将来器件高速印刷加工的难点，获得当时国际领先效率。
系统研究了卤素对二维共轭聚合物给体材料吸收、分子间作用、堆积、结晶度、光电特性的协同促进效应，研发了系列高效厚膜OSCs，解决了高性能厚膜活性层制备困难而不利于将来OSCs批量印刷加工的研究难点。将氟代二维共轭聚合物给体PM6与IDIC匹配，制备了膜厚不敏感的高效OSCs（Adv. Mater. 2018, 30, 1704546）。鉴于氟试剂昂贵且合成复杂，研发了低成本的氯代二维共轭聚合物给体PM7（Nano Energy 2018, 48, 413）。PM7结晶性强，在200 nm活性层厚膜OSCs中也获得超过11%的效率。以上研究迅速引起广泛重视，PM6或PM7:小分子受体的OSCs已成为近年领域研究热点，其中PM6:Y-SMAs体系屡次打破器件效率世界纪录，极大推动了OSCs的发展进程。以PM6为给体匹配Y-SMAs，并通过添加剂工程优化活性层形貌，制备了效率>19%的高性能OSCs（Adv. Funct. Mater. 2024, 34, 2313744; Adv. Funct. Mater. 2024, 34, 2311216）。最近，利用自主研发的硒吩类Y-SMAs搭配PM6，也发展了系列效率>19%的高性能OSCs（Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 15, 241; Nano-Micro Lett. 2023, 15, 241; Adv. Funct. Mater. 2023, 33, 2211385）。
（2）提出聚合物受体主链非全共轭设计新概念和桥连杂原子修饰新策略，开发了热稳定性高和机械拉伸性良好的高效PSMAs新材料，助力领域内“有机光伏电池热稳定性和机械稳定性差”关键问题的解决。
提出聚合物受体主链非全共轭设计新概念，把杂原子S取代的烷巯基双噻吩柔性单元引入分子骨架，发展了一类非全共轭的PSMAs材料新体系，成功构筑了热稳定性良好的全聚OSCs，助力“有机光伏电池热稳定性差”关键问题的解决（Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 19835）。进一步研发了一种“翼链桥连”型非全共轭的巨分子受体材料（2Y-wing），相关OSCs同时获得了高效率（19.13%）和高热稳定性（80 ℃高温退火210 h后依然保留>90%的初始效率）（Angew. Chem. Int. Ed. 2024, 63, e202319295）。另一方面，发展了PSMAs桥连杂原子（C、Si和Ge）修饰新策略，利用“小原子-大变化”效应，研发了同时具有效率高和机械拉伸性能强的聚合物受体新材料，成功构建了机械稳定性好的高效全聚OSCs（Joule 2020, 4, 658）。其中，Si桥连PF2-DTSi具有较高机械强度和10.77%最高器件效率；柔性全聚OSCs连续弯曲1200余次后依然保留>90%的初始效率。同时获得高效率与高机械应力稳定性，对发展面向实际应用的高性能OSCs柔性电子器件具有重要意义；此项研究迅速引起广泛重视，这类同时具有高效率和高机械性能的PSMAs材料已成为近期OSCs领域的研究热点。与香港城市大学Alex Jen院士和香港理工大学李刚教授等人合作，通过逐层沉积和三元共混等策略制备活性层，也发展了一系列高效率（>18%）、高稳定性的全聚OSCs（Adv. Mater. 2023, 35, 2212275; Adv. Mater. 2022, 34, 2202608）。
（3）构建硒吩稠合类聚合物受体材料特色新体系，解决PSMAs批次重复性差而影响高效有机光伏器件批量稳定制备的研究难点，获得当时国际领先效率。
早期PSMAs的前驱体局限于吸收光谱较窄（300-800 nm）的IDIC类衍生物，器件效率低且缺乏机理研究，制约了全聚OSCs的进一步发展应用。结合领域发展，我们基于Y-SMA（Y5）前驱体，研发了吸收光谱红移至880 nm的高效PSMA（PF5-Y5）。PF5-Y5实现了全聚活性层形貌有效调控，并首次系统阐明PSMAs器件比相应SMAs器件在能量损失及电荷传输与分离等工作机理方面更具优势（Energy Environ. Sci. 2020, 13, 5017）。因此，同时提高开路电压和短路电流，制备了14.45%效率的全聚OSCs，是当时已报道的该类器件最高效率。另一方面，早期PSMAs分子量低（Mn=1.0-2.0万），不同批次的光伏性能差异较大，严重制约全聚OSCs的批量稳定制备和实际应用。为解决这一关键技术难题，构建了一类含杂原子Se的近红外吸收聚合物受体新材料，并形成了硒吩稠合类PSMAs材料特色体系（Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60

代表成果

(1) Fan Yi, Manjun Xiao*, Yongdie Meng, Hairui Bai, Wenyan Su, Wei Gao, Ze-Fan Yao, Guangyu Qi, Zezhou Liang, Conggui Jin, Lingxiao Tang, Rui Zhang, Lihe Yan, Yuhang Liu, Weiguo Zhu, Wei Ma*, Qunping Fan*（通讯）. Non-Fully Conjugated Dimerized Giant Acceptors with Different Alkyl-Linked Sites for Stable and 19.13% Efficiency Organic Solar Cells. Angewandte Chemie-International Edition, 2024, 63, e202319295.
(2) Manjun Xiao*, Yongdie Meng, Luting Tang, Ping Li, Lingxiao Tang, Wenqing Zhang, Bin Hu, Fan Yi, Tao Jia, Jiamin Cao, Chao Xu, Guanghao Lu, Xiaotao Hao, Wei Ma*, Qunping Fan*（通讯）. Solid Additive-Assisted Selective Optimization Strategy for Sequential Deposited Active Layers to Construct 19.16% Efficiency Binary Organic Solar Cells[J]. Advanced Functional Materials, 2024, 34, 2311216.
(3) Qunping Fan*（一作+通讯）, Ruijie Ma*, Jie Yang, Jingshun Gao, Hairui Bai, Wenyan Su, Zezhou Liang, Yue Wu, Lingxiao Tang, Yuxiang Li, Qiang Wu, Kun Wang, Lihe Yan, Rui Zhang*, Feng Gao, Gang Li*, Wei Ma*. Unidirectional Sidechain Engineering to Construct Dual-Asymmetric Acceptors for 19.23% Efficiency Organic Solar Cells with Low Energy Loss and Efficient Charge Transfer. Angewandte Chemie-International Edition, 2023, 62, e202308307.
(4) Ruijie Ma, Qunping Fan*（通讯）, Top Archie Dela Peña, Baohua Wu, Heng Liu, Qiang Wu, Qi Wei, Jiaying Wu, Xinhui Lu, Mingjie Li, Wei Ma*, Gang Li*. Unveiling the Morphological and Physical Mechanism of Burn-in Loss Alleviation by Ternary Matrix Towards Stable and Efficient All-Polymer Solar Cells. Advanced Materials, 2023, 35, 2212275.
(5) Qunping Fan*（一作+通讯）, Ruijie Ma*, Zhaozhao Bi, Xunfan Liao, Baohua Wu, Sen Zhang, Wenyan Su*, Jin Fang, Chao Zhao, Cenqi Yan, Kai Chen, Yuxiang Li, Chao Gao, Gang Li*, Wei Ma*. 19.28% Efficiency and Stable Polymer Solar Cells Enabled by Introducing a NIR-Absorbing Guest Acceptor. Advanced Functional Materials, 2023, 33, 2211385.
(6) Qunping Fan（一作）, Huiting Fu, Qiang Wu, Ziang Wu, Francis Lin, Zonglong Zhu, Jie Min, Han Young Woo, Alex K.-Y. Jen*. Multi-Selenophene-Containing Narrow Bandgap Polymer Acceptors for All-Polymer Solar Cells with over 15% Efficiency and High Reproducibility. Angewandte Chemie-International Edition, 2021, 60, 15935-15943.
(7) Qunping Fan（一作）, Wenyan Su, Shanshan Chen, Wansun Kim, Xiaobin Chen, Byongkyu Lee, Tao Liu, Ulises A Méndez-Romero, Ruijie Ma, Tao Yang, Wenliu Zhuang, Yu Li, Yaowen Li, Taek-Soo Kim*, Lintao Hou*, Changduk Yang*, He Yan, Donghong Yu, Ergang Wang*. Mechanically Robust All-Polymer Solar Cells from Narrow Band Gap Acceptors with Hetero-Bridging Atoms. Joule, 2020, 4, 658-672.
(8) Qunping Fan（一作）, Qiaoshi An*, Yuanbao Lin, Yuxin Xia, Qian Li, Ming Zhang, Wenyan Su, Wenhong Peng, Chunfeng Zhang, Feng Liu, Lintao Hou, Weiguo Zhu, Donghong Yu, Min Xiao, Fujun Zhang*, Thomas D. Anthopoulos, Olle Inganäse, Ergang Wang*. Over 14% efficiency all-polymer solar cells enabled by a low bandgap polymer acceptor with low energy loss and efficient charge separation. Energy & Environmental Science, 2020, 13, 5017-5027.
(9) Qunping Fan（一作）, Wenyan Su*, Shanshan Chen, Tao Liu, Wenliu Zhuang, Ruijie Ma, Xin Wen, Zhihong Yin, Zhenghui Luo, Xia Guo, Lintao Hou, Kasper Moth-Poulsen, Yu Li*, Zhiguo Zhang, Changduk Yang, Donghong Yu, He Yan, Maojie Zhang*, Ergang Wang*. A Non-Conjugated Polymer Acceptor for Efficient and Thermally Stable All-Polymer Solar Cells. Angewandte Chemie-International Edition, 2020, 59, 19835-19840.
(10) Qunping Fan（一作）, Yan Wang, Maojie Zhang*, Bo Wu, Xia Guo, Yufeng Jiang, Wanbin Li, Bing Guo, Chennan Ye, Wenyan Su, Jin Fang, Xuemei Ou, Feng Liu*, Zhixiang Wei, Tze Chien Sum, Thomas P Russell, Yongfang Li. High-Performance As-Cast Non-Fullerene Polymer Solar Cells with Thicker Active Layer and Large Area Exceeding 11% Power Conversion Efficiency. Advanced Materials, 2018, 30, 1704546.

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