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    西工大新闻网1月5日电(柔萱)近日,国家自然科学基金委员会公布了专家推荐类原创探索计划项目评审结果,西北工业大学柔性电子研究院徐巍栋教授申报的“钙钛矿-有机体异质结热载流子光伏电池”项目获得资助,直接经费80万元,项目资助期一年。该项目是国家自然科学基金委员会自2020年启动实施原创探索计划项目以来,西北工业大学获批的首个原创探索计划项目。

    高效清洁的光伏电池技术对于缓解气候压力以及满足日益增长的能源需求至关重要,是国家“双碳”战略重点支持的领域之一。根据Shockley-Queisser(S-Q)极限,单结光伏电池极限效率约为33.7%。若要突破这一极限,理论上可行的一种方式是实现对热载流子的有效利用,其极限光电转换效率可达66%,这远高于目前所有的光伏电池性能。然而传统光伏半导体硅和砷化镓的热载流子寿命通常在亚皮秒到几个皮秒量级,难以在器件中实现有效的提取和收集。因此,对传统半导体热载流子电池的探索仅仅停留在理论和飞秒超快光学的论证之中。

    图. a)理想单结光伏器件的损耗机制;b)热载流子冷却过程以及热载流子光伏运行机制

    金属卤化物钙钛矿光伏材料的横空出世为在单结电池中突破S-Q极限提供了新的契机。目前,基于钙钛矿的单结光伏电池光电转化效率已经超过了25%,而全钙钛矿叠层电池有望达到30%。更重要的是,相比于传统材料,钙钛矿具有较慢的载流子冷却速度,其寿命可达数十甚至上百个皮秒。这些独特的优势使得基于钙钛矿的热载流子光伏电池具备了一定的可行性。然而目前最大的挑战在于缺乏可行的器件结构设计方案以实现高效地热载流子提取。

    基于此,该项目提出“钙钛矿-有机体异质结薄膜,构建杂化光伏器件”的新思路。相关研究若能实现突破,将有望开启不受S-Q极限约束的新型光伏电池的研究风潮,并为后续打破S-Q极限,实现光伏电池性能重大飞跃提供导向。从长远看,能够为国家实现“双碳”战略、以及我国长期引领世界光伏发展方向奠定关键基础。

    为贯彻落实《国务院关于全面加强基础科学研究的若干意见》中关于提升原始创新能力的战略部署,国家自然科学基金委员会设立原创探索计划项目,以进一步引导和激励科研人员投身原创性基础研究工作,加速实现前瞻性基础研究、引领性原创成果重大突破。原创项目分为专家推荐类和指南引导类两种类型。

    申请人简介: 徐巍栋,西北工业大学教授、博导,国家级青年人才。主要从事钙钛矿材料、器件的研究,作为第一及通讯作者在Nature Photonics, Nature Materials, Nature Electronics, Nature Communications等本领域知名学术期刊发表论文20篇,H因子为22,总论文他引2700余次,授权国际专利一项。论文入选Nature和Nature Communications专刊,并得到Science, Nature Electronics等期刊的专题评述。多次受邀在国际会议担任职务并作工作报告。长期担任Nature系列等多个知名学术期刊审稿人。

    招聘岗位

    西北工业大学柔性电子研究院徐巍栋团队招聘教授、副教授、博士后以及研究助理,目前团队经费充足,同时也欢迎推免研究生以及对相关科研方向感兴趣同学来本课题组做毕业设计和科研训练。

    研究方向: 钙钛矿材料和器件

    A).研究内容:

    目前课题组主要聚焦于钙钛矿及有机光电转换材料与器件的研究,包括但不限于发光二极管、激光二极管、热载流子光伏、低维材料等;

    B).岗位要求:

    博士后应聘条件

    在符合西北工业大学博士后的招收基本条件的前提下,满足以下条件:

    1.已获得或即将获得博士学位,博士期间研究方向为材料、化学、光电子等相关方向;在以下某一方面具有研究经验者优先:

    (1)量子点等纳米材料合成;

    (2)光学与光物理;

    (3)有机无机光电材料与器件;

    2.具有良好的科研能力和中英文写作水平,独立发表过高质量SCI论文;

    3.具有良好的科研创新精神和独立思考能力,具有良好的团队协作精神和对外沟通能力;

    4.原则上年龄在35周岁以下。

    团队为博士后将配每年28-42万的年薪,以及支持申请国家自然科学基金等项目,特别优秀的出站后可选择入职西工大。

    教授、副教授等职位面议。

    (审核:王凡华)