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北大80后教授,7天2篇Science!

2025-01-2176

仅一周的时间,北京大学周欢萍教授连续两度在国际顶级学术刊物《科学》(Science)上发文。

1月9日,北京大学周欢萍教授、张艳锋教授(共同通讯作者)在Science上发表了题为“Wafer-scale monolayer MoS2 film integration for stable, efficient perovskite solar cells”(晶圆级单层MoS2薄膜集成实现稳定、高效的钙钛矿太阳能电池)的研究论文。北京大学是本文的第一完成单位。

金属卤化物钙钛矿以其优越的光电性能和低廉的成本成为最有前景的新一代光伏材料。尽管钙钛矿太阳能电池发展迅速,但在同时实现高效率和足够的稳定性方面仍然存在挑战。卤化物钙钛矿由于其软晶格和相对较弱的键,在太阳能电池运行过程中容易降解,即使通过封装来隔离水分和氧气,钙钛矿在热、光照和电场下的不稳定性仍然是商业化之前需要解决的关键问题。

针对上述问题,北京大学材料科学与工程学院周欢萍团队和张艳锋团队合作,将晶圆级连续单层MoS2集成到钙钛矿层的上、下界面以形成稳定器件构型,从而显著增强钙钛矿太阳能电池的效率和稳定性。

1月16日,周欢萍教授为独立通讯作者,再度在Science发表了题为“Nonalloyed α-phase formamidinium lead triiodide solar cells through iodine intercalation”(通过碘嵌入制备非合金α-FAPbI3太阳能电池)的研究论文。北京大学是本文的第一完成单位。

甲脒铅碘钙钛矿(FAPbI3)因其优异的光电性能、低成本和良好的热稳定性,成为了高效单结太阳能电池最具潜力的吸收层材料之一。然而,由于尺寸容忍因子失配,纯FAPbI3钙钛矿在室温下表现出复杂的结晶动力学和亚稳态热力学特性,这使得其在实际应用中面临结晶质量和稳定性方面的巨大挑战。尽管通过组分合金化策略(如添加甲铵盐酸盐、Cs+等)可以有效调控甲脒基钙钛矿的结晶过程及薄膜光电性能,但是组分添加剂的残留往往又带来相分离、热不稳定及潜在的亲核化学反应等负面影响。制备高质量、非合金化(真正纯组分)的α-FAPbI3钙钛矿薄膜及相应器件面临挑战。

针对上述问题,北京大学材料科学与工程学院周欢萍教授课题组提出了一种创新的碘嵌入-脱嵌策略,制备了高质量的非合金化α-FAPbI3钙钛矿薄膜,从而显著增强了相应钙钛矿太阳能电池的效率和稳定性。

周欢萍,1983年12月出生于湖南浏阳,北京大学材料科学与工程学院副院长,教授。

周欢萍2005年本科毕业于中国地质大学(北京)材料化学专业;2010年获北京大学无机化学专业博士学位,师从严纯华院士;2010年至2015年在美国加利福尼亚大学洛杉矶分校从事博士后研究;2015年回到北京大学工作;2021年获国家杰出青年科学基金资助;2022年2月,晋升为北京大学材料科学与工程学院教授。

周欢萍的研究领域为功能纳米材料的可控生长、无机、有机/无机杂化光电功能材料、光电及能源器件(太阳能电池、发光二极管、检测器)。以第一或通讯作者身份在Science(5), Nature, Nature Photonics, Nature Energy等杂志发表,总论文200余篇,论文总他引超过38,000次(H-index = 80),获首届科学探索奖、第17届中国青年科技奖、第17届中国青年女科学家奖、《麻省理工科技评论》全球第18届“TR35”,中国科学十大进展奖等荣誉。任中国材料研究学会青年委员会第十届理事会副主任,中国材料研究学会纳米材料与器件分会副秘书长,中国青年科学协会环境与能源委员会副秘书长,ACS Applied Energy Materials副主编等职务。

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