近日，重庆大学光电工程学院陈显平教授团队在《Carbon》（TOP期刊）上发表了题为《One-step Laser Fabrication of  Phosphorus-doped Porous Graphene Electrodes for High-performance Flexible Microsupercapacitor》（《激光法一步制备基于磷掺杂多孔石墨烯电极的高性能柔性微超级电容器》）的研究论文。本文通过激光直写方法一步制备了磷掺杂的柔性超级电容。该超级电容利用激光直接写方法一步实现了在自支撑的聚酰亚胺(PI) /聚乙烯醇(PVA)复合薄膜激光诱导石墨烯以及磷的原位掺杂。所获得的柔性超级电容表现出高面电容，出色的柔性以及循环性能，为制备柔性杂原子掺杂的多孔石墨烯电极提供了新的途径，在柔性/可穿戴电子器件中有广阔的应用前景。

超级电容的制备流程图

 超级电容器因其高能量/功率密度，快速冲/放电速度，稳定的循环性能以及超长的工作寿命的特点而备受关注。而随着柔性/可穿戴器件的快速发展对于柔性超级电容的需求也日益增加。在这项工作中，我们展示了一种一步实现且可扩展的方法，以柔性的掺杂磷酸的聚酰亚胺(PI) /聚乙烯醇(PVA)复合薄膜为材料，通过激光直接书写制备了掺磷的3D多孔石墨烯电极。掺杂了磷酸的多孔石墨烯电极大幅增加了材料的比表面积，促进了电解质离子在多孔石墨烯电极中的渗透和传输。同时磷掺杂引入了赝电容，对于提高电容性能具有重要意义。基于此电极组装的柔性超级电容表现出高面电容（55.5 mF cm^-2），高能量密度（6.24 μWh cm^-2），出色的循环性能（10000次循环后保持85%以上）以及。本文还结合了第一性原理仿真，从原子微观角度探索磷掺杂对电极与电解质离子间相互作用的影响，仿真的结果表明磷掺杂后的石墨烯与电解质离子有更强的吸附，与实验结果一致。基于超级电容的优秀性能，该超级电容在可穿戴设备，柔性电子器件等领域有潜在的应用价值。

超级电容的测试性能图

陈显平教授主要致力于：1）先进传感器与智能感知技术；2）功率半导体芯片与器件研究。近年来，先后主持国家自然科学基金、JKW快响、装发预研、陆装“十三五”预研、重庆市技术创新与应用示范（产业类重大）项目、重庆市民生保障科技创新专项重点项目、省自然科学基金重点等各级科研项目20余项，已获得了多项创新成果。截至目前，已公开发表SCI论文120余篇，作为一作/通讯作者在Nature Communications（《自然》子刊）、Science Advances（《科学》子刊）、Advanced Functional Materials、Angewandte Chemie International Edition、ACS Applied Materials & Interfaces、Biosensors and Bioelectronics、Carbon、IEEE Transactions on Power Electronics、IEEE Electron Device Letters、IEEE Transactions on Electron Devices等国际著名学术期刊发表学术论文近100篇。

光电工程学院2019级硕士研究生饶怡帆和2018级博士研究生袁敏为该论文的共同第一作者，陈显平教授为该论文的通讯作者，重庆大学光电工程学院为该论文第一通讯单位。该研究工作得到了国家自然科学基金面上项目、重庆市科技创新重点研发计划等项目资助。

文章链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0008622321004942