新能源材料与器件
课程编码：0805J1M07001H
英文名称：New energy materials and devices
课时：20
学分：1.00
课程属性：高级强化课
主讲教师：杨亚
教学目的要求
新能源材料与器件包含收集环境中机械能、光能和热能各种最新能源相关的材料、发电技术以及传感器件。这门课将从新能源收集相关材料与器件讲起，涉及摩擦电、电磁-摩擦复合、热释电与热电、光伏和多效应耦合材料，并重点讲解复合与耦合纳米能源材料与器件。最后课程总结新的物理效应，学生自选新能源材料与器件调研方向，查阅相关文献资料。
通过本课程的学习，要求学生比较系统地掌握新能源相关的材料、器件结构与发电性能。了解新能源领域最新的研究现状及其应用前景。通过本课程的学习，为研究开发新能源领域新材料和新技术奠定良好的基础。
预修课程
无
大纲内容
第一章 新能源材料与器件概述
第1节 新能源材料与器件概述 1.0学时
第二章 风力驱动摩擦纳米发电机
第1节 简介 0.4学时
第2节 传统风能收集 0.4学时
第3节 摩擦纳米发电机采集风能 0.4学时
第4节 比较 0.4学时
第5节 结论 0.4学时
第三章 电磁-摩擦电复合纳米发电机
第1节 简介 0.2学时
第2节 复合纳米发电机的结构与工作机理 0.4学时
第3节 材料 0.4学时
第4节 性能 0.4学时
第5节 应用 0.4学时
第6节 总结与展望 0.2学时
第四章 其他复合纳米发电机
第1节 简介 0.4学时
第2节 光电-压电复合纳米发电机 0.4学时
第3节 光电-摩擦电复合纳米发电机 0.4学时
第4节 光电-热释电复合纳米发电机 0.4学时
第5节 结论与展望 0.4学时
第五章 复合纳米发电机与传感器
第1节 简介 0.2学时
第2节 材料 0.4学时
第3节 自供电传感器的设计 0.4学时
第4节 性能 0.4学时
第5节 应用 0.4学时
第6节 结论与展望 0.2学时
第六章 复合纳米发电机与能量存储器件
第1节 简介 0.2学时
第2节 工作机理 0.4学时
第3节 材料 0.3学时
第4节 器件结构与设计 0.4学时
第5节 性能 0.3学时
第6节 应用 0.2学时
第7节 结论与展望 0.2学时
第七章 热释电与热电纳米发电机
第1节 简介 0.4学时
第2节 工作机理 0.4学时
第3节 热释电纳米发电机的研究进展 0.4学时
第4节 热电纳米发电机的研究进展 0.4学时
第5节 结论与展望 0.4学时
第八章 光伏-热释电耦合纳米发电机
第1节 简介 0.2学时
第2节 基本原理 0.4学时
第3节 材料 0.3学时
第4节 器件设计 0.4学时
第5节 性能 0.3学时
第6节 应用 0.2学时
第7节 结论与展望 0.2学时
第九章 多效应耦合纳米发电机
第1节 简介 0.5学时
第2节 材料 0.5学时
第3节 器件设计及工作原理 0.5学时
第4节 性能 0.5学时
第5节 应用 0.5学时
第6节 结论与展望 0.5学时
第十章 新物理效应耦合纳米发电机
第1节 简介 0.4学时
第2节 热释电-光电子学效应 0.4学时
第3节 铁电-热释电-光电子学效应 0.4学时
第4节 热电-光电子学效应 0.4学时
第5节 结论与展望 0.4学时
参考书
1、
无
无
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课程教师信息
主讲教师：
杨亚，国家特聘专家（青年），中国科学院北京纳米能源与系统研究所研究员，中国科学院大学，博士生导师，微纳能源与传感实验室负责人。在微纳能源与传感研究方面，取得了具有国际重要影响力的原创性和开创性研究成果。以构建高性能多效应耦合纳米发电机和高精度自供电传感器阵列为目标，从半导体纳米材料的设计和可控制备出发，探索力-热-光耦合效应对纳米发电机的调制机理，在新型复合与耦合纳米发电机的设计和集成、基于复合与耦合纳米发电机的自驱动多功能传感器、柔性大规模传感阵列系统等领域取得了重要进展。在国际SCI杂志Science Advances、Energy & Environmental Science、Advanced Materials和Advanced Energy Materials等发表学术论文200余篇[IF>12：100余篇]。撰写并出版英文专著1部。研究结果被各类著名国际学术期刊或媒体如Nature Photonics、AAAS、Cell Press、The Guardian等作为亮点报道。论文被引用总数12000余次，H指数为66 (Web of Science的数据)。已授权美国专利1项，申请和授权的中国专利40余项。获2018年国家自然科学二等奖和2010年北京市科学技术一等奖，博士论文被评为2013年全国百篇优秀博士学位论文。担任Nanoenergy Advances主编，InfoMat、Nano-Micro Letters、SmartMat、Nanoscale、iScience、Scientific Reports、Nanomaterials、Nanoscale Advances和Energies杂志编委委员，Research、iScience、Nanomaterials和Energies杂志Guest Editor，Nature Electronics、Nature Communications和Science Advances等期刊审稿人。国际学术会议分会主席5次，被邀请做过50多次学术演讲或邀请报告。担任中国仪表功能材料学会电子元器件关键材料与技术专业委员会委员。主持或承担国家重点研发计划、国家自然科学基金、北京市自然科学基金和中科院国际合作交流项目等近20项基金课题。