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「量產」青年教授?鈣鈦礦雙院士任廣禹的傳奇故事

2024-01-09科學

古語有雲:「一門父子三詞客,千古文章四大家」,以此來歌頌北宋文學家蘇洵、蘇軾、蘇轍在文學領域的成就與其同門佳話,而近日,編者註意到有一太陽能電池與鈣鈦礦方向科研團隊的五名年僅三十余歲的青年成員先後獲評「優青」、「教授」等榮譽與職稱,成就了一段光伏領域的「三蘇」佳話。

據香港城市大學公開網站資訊顯示在2022年至2023年間該團隊先後有五名成員入選「國家高層次人才計劃」,其中凡群平教授被授予西安交通大學教授、博導、特聘研究員、國家高層次青年人才(海外)優秀青年、【DeCarbon】青年編委;徐曉寶教授被授予東南大學電子科學與工程學院教授與優青;朱宗龍被授予香港城市大學化學系、材料科學與工程系教授與優青;付慧婷教授被授予南京大學材料與工程學院準聘副教授,博士生導師與優青;闞斌被授予南開大學材料科學與工程學院特聘研究員、博士生導師與優青,入選時幾位青年大佬年齡都不超過35歲,最年輕者入選國家高層次人才計劃」時博士畢業僅三年。那這樣的青年教授「量產」神話,背後又有怎樣的故事呢?

雙院院士任廣禹

這些青年教授背後實際上都站著同一名大佬-香港城市大學副校長、現任香港城市大學李兆基講座教授(材料科學)、歐洲科學院外籍院士、美國華盛頓州科學院院士Alex K.-Y. Jen(任廣禹)教授。任廣禹院士早在1984年就前往美國賓州大學化學系攻讀博士學位,大學畢業後一直在美國企業從事光電材料的研究和開發工作,在輾轉三家企業的研發和轉化經歷中積攢了豐富的理論和實踐經驗,最終在1997年被波士頓東北大學化學系聘請為副教授,標誌著任院士回到學校,正式開啟高校教學與科研生涯。2000年後,任院士先後擔任華盛頓大學(西雅圖)化學系波音-強森講座教授,材料科學與工程系主任,華盛頓大學先進材料研究所所長,也正是任院士在華盛頓大學與香港城市大學的任教期間,世界頂尖的鈣鈦礦課題組應運而生。作為2015及2016年「全球最具影響力的科學家」與有機高分子光電材料與器件研究領域的國際領軍人物之一,任廣禹院士發表高水平SCI論文1000余篇,被引86,000余次,H影響因子151,授權專利67件,入選AAAS, MRS, ACS, PMSE, OSA和 SPIE在內的多個專業學會會士,還曾被泰晤士高等教育評為世界十大鈣鈦礦太陽能電池領域專家,至2021年,任院士與浙江大學陳紅征教授合作,提出了「稀釋效應」作為MC-OSCs的機制,將其中兩種高度混溶的組分在分子上混合。稀釋效應透過抑制電子-振動耦合,使MC-OSC具有更高的發光量子效率和開路電壓(VOC),不斷加寬的帶隙以及減少的電子-振動耦合也很好地解釋了三元共混物中成分依賴性的VOC行為,並且由於電子可以在不同的受體之間轉移取決於它們之間的能量偏移,這也有助於MC-OSCs中基本不受幹擾的電荷傳輸和高填充因子;此外,稀釋效應的發現使MC-OSC能夠實作18.31%的高功率轉換效率,這是截止2021年文獻報道的OSC的最高效率之一,而此時的任廣禹院士已經於兩年前當選歐洲科學院外籍院士,至此,身具多個世界記錄的雙院士誕生。

正所謂名師出高徒,任院士的學生自然也不可小覷,而這樣一群青年人才集聚在一起,在任廣禹院士的帶領下,也就造就了這一「量產」青年教授的團隊。任廣禹教授團隊透過化學、材料科學、物理學和工程學的策略提高有機太陽能電池 (OSC) 和鈣鈦礦太陽能電池 (PVSC) 的功率轉換效率和執行穩定性,專註於材料設計/合成、器件創新和升級技術,以將 OSC 和 PVSC 推向商業化。

近日該團隊香港城市大學朱宗龍教授和華中科技大學李忠安教授等人就報道了一種由氧化鎳(NiOx)組成的耐熱電洞選擇層具有表面錨定膦酸(MeO-4PADBC)SAM的奈米顆粒薄膜,可以改善和穩定NiOx/鈣鈦礦界面,其中1.53 eV 寬頻隙鈣鈦礦組合物器件使用NiOx/MeO-4PADBC HSL的鈣鈦礦太陽能電池在65℃下能夠迴圈1200小時,並仍然可以保持90%的初始效率,這對鈣鈦礦電池的實際套用具有重大意義。實際上近年來,任院士的學生們不僅有許多如上文所述被各大內地高校聘為教授,還有如朱宗龍教授這樣繼續留在香港城市大學課題組,繼承老師的科研重任和偉大抱負,逐漸成長為能夠獨當一面的領軍人物。

最後,編者希望任廣禹院士及其團隊能夠越來越好,為光伏行業輸送更多的優秀人才!來源:NE-SALON新能薈 FGY