為進(jìn)一步加強(qiáng)浙江大學(xué)高水平學(xué)術(shù)成果的凝練與傳播，搭建優(yōu)秀學(xué)者交流互促的平臺(tái)，營造相互欣賞、和而不同的學(xué)術(shù)氛圍，引領(lǐng)正確的學(xué)術(shù)價(jià)值觀，助力“雙一流”建設(shè)，10月28日下午，校學(xué)術(shù)委員會(huì)組織現(xiàn)場答辯，評(píng)選出了浙江大學(xué)2024年度十大學(xué)術(shù)進(jìn)展。我院薛晶晶研究員的學(xué)術(shù)成果“鈣鈦礦光伏選擇性接觸層的穩(wěn)定策略”成功入選“十大學(xué)術(shù)進(jìn)展”！
1.項(xiàng)目簡介
太陽能光伏作為能夠直接將光能轉(zhuǎn)化為電能的核心半導(dǎo)體器件，是實(shí)現(xiàn)太陽能高效穩(wěn)定轉(zhuǎn)換、助力我國“雙碳”目標(biāo)的重要途徑，更是全球高科技產(chǎn)業(yè)競爭激烈的前沿領(lǐng)域。鈣鈦礦太陽能電池作為第三代光伏技術(shù)的核心代表，其光電轉(zhuǎn)換效率已突破26%，展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用前景。然而，器件的長期運(yùn)行穩(wěn)定性，尤其是電荷選擇性接觸層在光照、熱、電場等多應(yīng)力耦合條件下的快速降解問題，已成為制約其產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵瓶頸。當(dāng)前高性能鈣鈦礦電池普遍依賴于含有氮、氧等雜原子的芳香胺類有機(jī)分子作為空穴傳輸材料。盡管這些材料可通過孤對(duì)電子調(diào)控能級(jí)并提升電荷傳輸性能，但其引入的極性化學(xué)鍵在紫外光照及偏壓條件下容易斷裂，導(dǎo)致分子結(jié)構(gòu)化學(xué)失效。此外，傳統(tǒng)傳輸材料通常依賴大平面共軛結(jié)構(gòu)形成高度有序的π-π堆疊以提高遷移率，然而這種晶體結(jié)構(gòu)對(duì)外界環(huán)境變化極為敏感，易發(fā)生相分離或結(jié)構(gòu)坍塌，進(jìn)而造成器件性能急劇衰減。針對(duì)這一關(guān)鍵問題，本項(xiàng)目摒棄傳統(tǒng)“雜原子取代”和“有序堆疊”的設(shè)計(jì)范式，開創(chuàng)性地提出了“全碳共軛剛性”分子與“無序堆積”結(jié)構(gòu)的新策略，從化學(xué)鍵本征穩(wěn)定性和凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)魯棒性兩個(gè)維度突破，顯著提升了鈣鈦礦電池的運(yùn)行壽命，實(shí)現(xiàn)了鈣鈦礦光伏器件效率與穩(wěn)定性的協(xié)同提升。本項(xiàng)目的研究成果為解決鈣鈦礦光伏長期可靠性難題提供了關(guān)鍵材料體系與技術(shù)路徑，對(duì)我國發(fā)展新一代高效穩(wěn)定光伏技術(shù)、推進(jìn)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型及實(shí)現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)具有重要的科學(xué)價(jià)值和社會(huì)意義。
2.主要標(biāo)志性成果
相關(guān)研究成果2024年發(fā)表于Nature等國際高水平期刊，申請(qǐng)專利3項(xiàng)。https://www.nature.com/articles/s41586-024-07712-6
3.項(xiàng)目負(fù)責(zé)人及研究團(tuán)隊(duì)介紹
楊德仁院士團(tuán)隊(duì)薛晶晶研究員課題組，目前主要從事鈣鈦礦半導(dǎo)體光伏材料與器件研究，主要包括鈣鈦礦結(jié)晶調(diào)控、載流子動(dòng)力學(xué)、大面積鈣鈦礦光伏器件、疊層光伏器件等。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人薛晶晶2021年入職浙大材料學(xué)院任“百人計(jì)劃”研究員，2024年底晉升為長聘副教授，以第一或通訊作者在Nature、Science、Nature Photonics、Nature Energy、Nature Chemistry等期刊發(fā)表多篇論文，入選國家海外高層次人才引進(jìn)計(jì)劃、福布斯中國30歲以下精英榜（Forbes China 30 under 30）、《麻省理工科技評(píng)論》亞太區(qū)“35歲以下科技創(chuàng)新35人”（MIT TR35）、英國皇家化學(xué)會(huì)先鋒科學(xué)家獎(jiǎng)（RSC FIRST Award）等，擔(dān)任Science、Nature等國際頂級(jí)期刊審稿人。
