目前,王亚飞入职广州大学机械与电气工程学院,加入邹涛教授领导的智能制造团队。他表示,现在的团队是一个多元化的团队,未来规划除了沿着现有的方向继续努力。他希望结合团队的特点和优势,在微纳器件研究、智能化装备制造等方向进行更加深入的探索。
MPEM团队合影
MPEM团队(右一为Mohite)
谈及钙钛矿太阳能电池距离商业化应用还有多远,王亚飞表示,目前存在的主要问题是怎么得到大面积的薄膜应用在光伏组件,以及如何在保持高效率的同时进一步提升器件的稳定性,还需要进一步研究。
光电转换效率达24.5%
文 | 《中国科学报》记者 沈春蕾
这些年来,Mohite领导的MPEM(Materials Physics for Energy Management)团队一直持续进行钙钛矿太阳能电池领域的研究。
“我们主要结合了三维钙钛矿和二维钙钛矿,制备出了双层叠层结构的钙钛矿太阳能电池。”Mohite说,“在进行上层二维钙钛矿调控的时候,我们参考了之前对二维钙钛矿的研究成果,有了最新的这篇Science论文。”
团队付出收获Science论文
通过参与这篇论文,王亚飞认为自己最大的收获是:“一个比较好的科研成果,需要经过很多人不间断的长期努力才能实现。”
早在2019年,这项研究的最初创意就被提了出来。经过反复尝试,直到2022年5月才投稿。Mohite表示,“我们的工作解决了钙钛矿太阳能电池稳定性和高效率的关键问题,Science能够帮助我们更好地展示成果,投稿过程也比较顺利。”
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这是王亚飞参与的第一篇Science论文。
当实验结果和最初预期结果不一致时,是退还是进?广州大学特聘副教授王亚飞选择迎难而上,并通过多次努力和尝试取得收获。
相关论文信息:
2020年,王亚飞从电子科技大学光电学院教授李世彬课题组博士毕业。
在研究过程中也有一些困惑。Mohite告诉《中国科学报》:“项目初期尝试了使用CVD(化学气相沉淀法)的方法,发现效果并不理想,即便王亚飞在改用溶液法制备出了二维三维钙钛矿叠层之后,因为无法对上层二维钙钛矿进行有效的调控,也得不到性能优异的光伏器件。”
他进一步介绍,通常研究中采用的二维三维钙钛矿,大多基于二维钙钛矿表面钝化的策略,没有充分利用二维钙钛矿超强稳定性的优势。如果对二维钙钛矿采用的n值和厚度无法进行调控的话,即便得到比较好的稳定性,器件的光电转换效率也无法得到保证。
2019年10月,王亚飞加入 Mohite团队,当时申请了CSC(国家留学基金委)联合培养,同时也得到了Mohite研究助理的职位邀请。两年访学期间,王亚飞在学习生活过程中得到了电子科技大学导师李世彬的支持和指导,尤其在研究遇到挫折和瓶颈的时候。
https://www.science.org/doi/10.1126/science.abq7652
在此前的研究中,MPEM团队分别揭示了二维钙钛矿光照下的晶体结构变化和二维钙钛矿薄膜的结晶生长调控,为太阳能电池高稳定性和高效率的研究打下了基础。
MPEM团队采取了种子法(又叫微晶法)来调控叠层中二维钙钛矿的整体性质,实现了其晶向、相纯度、n值、结晶性等参数的调控,从而在二维钙钛矿厚度为50纳米的情况下,也能促进器件中载流子的传输,突破了太阳能电池效率和稳定性双向提升的瓶颈问题。
结果和预期可能不一致
从困惑到解惑,王亚飞也感受到团队合作的力量。
“研究过程中需要通过不断地试错,hying51.com,更需要鼓起勇气坚持到底。”王亚飞向《中国科学报》介绍,这篇Science论文提及,Mohite团队研制的钙钛矿太阳能电池器件已经达到了24.5%的光电转换效率,well-sharp.com,相关的延伸性研究工作也在进一步开展中。
Mohite介绍,王亚飞主要研究了不同类型的溶剂制备二维三维钙钛矿叠层的基础方法,后期论文第一作者Siraj Sidhik通过种子法,调控了叠层中二维钙钛矿的相关参数,并实现了高效、稳定的钙钛矿太阳能电池的制备,其它的参与者主要进行了相关的表征测试。
那么,稳定和高效如何兼得?
王亚飞