报告时间：2023年10月17日（周期二）上午9:30

报告地点：莫干山校区图书馆B207会议室

邀请人：先进材料中心 潘军 教授

        先进材料中心 何青泉 研究员

“能源材料与光伏器件论坛”由浙江工业大学材料科学与工程学院和湖州市鹑火光电有限公司联合主办。

报告题目一：下一代电化学系统和先进功能材料：为太阳能转换、碳捕集与利用提供绿色清洁的能源解决方案

报告人：伦敦大学学院（UCL） Mojtaba Abdi-Jalebi 副教授

报告人简介

Mojtaba Abdi-Jalebi博士是伦敦大学学院（UCL）材料发现研究所的功能材料和能源器件副教授。他于2012年在伊朗谢里夫理工大学获得材料科学与工程学士学位，并于2014年在瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）获得材料科学与工程硕士学位。他在剑桥大学卡文迪什实验室完成了物理学博士学位，并获得了2018年英国物理学会半导体物理论文奖。从2018年到2020年，他在剑桥大学和剑桥沃尔夫森学院担任初级研究员。在此期间，他成立了一家专注于开发基于新兴半导体的能量收集装置的创业公司。2019年11月，Mojtaba在UCL成立了自己的研究团队，主要研究新兴半导体材料及其电子特性，包括卤化物钙钛矿、小分子和有机半导体。他的研究涵盖了各种光电和电化学应用，低成本电子设备（例如太阳能光伏及发光设备）以及旨在进行碳捕集、利用和生产太阳能燃料的能源系统。Abdi-Jalebi博士的研究目标是开发和整合成本效益高的材料到能源器件中，旨在通过降低能源生产、消费和储存的成本来改变能源格局。

报告内容摘要

可持续发展以及碳中和是我们未来面临的最紧迫挑战之一。为了应对这个全球性的任务，下一代电化学系统和先进材料的前沿发展成为了变革性的解决方案。本次演讲将探讨清洁绿色能源解决方案，重点关注两个关键领域：太阳能利用和碳捕集与转化。在太阳能领域，新型光伏材料，尤其是卤化物钙钛矿，已经彻底改变了光伏领域。我将深入探讨改进卤化物钙钛矿太阳能电池效率和稳定性的关键方法，揭示它们改变可再生能源格局的潜力。同时，为了应对气候变化的需求，提出创新的碳捕集和利用方法。我将讨论作为可直接进行CO₂捕集和转化为清洁太阳能燃料电化学系统关键组件的新型氧发生反应（OER）催化剂的开发。这些进展有望实现碳经济循环，使二氧化碳成为一种宝贵资源而不是污染物。我们的工作通过整合下一代电化学系统和先进功能材料，以构建未来世代可持续发展的目标，为迈向清洁绿色能源未来铺平了道路。

报告题目二：Constructing efficient and stable formamidinium-based perovskite photovoltaics

报告人：西湖大学 王睿 研究员

报告人简介

王睿，西湖大学工学院特聘研究员，入选国家海外高层次人才（青年），浙江省鲲鹏行动计划等；师从Yang Yang教授，于加州大学洛杉矶分校获博士学位。随后在加州大学洛杉矶分校继续博士后研究工作。于2021年4月全职加入西湖大学工学院。王睿博士长期从事第三代太阳能电池的研究工作，曾以第一/通讯作者身份在Nature (2篇)， Science （2篇），Nature Photonics，Joule，Advanced Materials， JACS， Matter等旗舰杂志发表论文25篇.。曾入选福布斯中国30岁以下30人，福布斯亚洲30岁以下30人，以及麻省理工科技评论全球35岁以下创新35人名单等。

报告内容摘要

Perovskite materials, most notably organo-lead iodide species, have recently demonstrated great potential in future high-performance photovoltaics. Formamidinium lead iodide perovskite (FAPbI₃) features desirable bandgap and thermal resistance, and has thus emerged as the most promising candidate among the perovskite family for highly efficient photovoltaic devices. However, the photoactive black-phase FAPbI₃ is not energetically favorable at room temperature. Polytype formation and other intermediate non-photoactive phases can readily occur, which undermines the photovoltaic performance. Through multimodal in-situ monitoring of the perovskite crystallization process, we found an oriented nucleation mechanism that acted as the key to avoid undesirable phases. This concept was applicable to improving the photovoltaic device performance under different film-processing scenarios. In this talk, I will present our recent progress on improving the stablity and efficiency of FA-based perovskites, and the potential of the commercialization will be discussed.

报告题目三：Functional materials for solar cells

报告人：云南大学 张文华 研究员

报告人简介

张文华，博士，研究员，中科院百人计划学者，中国可再生能源学会光伏专委会委员，中国材料研究学会太阳能材料专委会副秘书长, Journal of Energy Chemistry 执行编委。主要从事无机功能材料与新型太阳能电池的研究工作, 取得系列具有重要创新意义学术进展：利用介孔材料的纳米孔道的限域效应，提出了功能化原位反应策略，解决了介孔材料纳米组装化学的难题，作为重要组成部分获2011年获得国家自然科学二等奖；率先开发了新型导电高分子空穴导体体系作为钙钛矿电池的空穴导体材料，发展成为钙钛矿电池的重要发展方向；构建梯度异质结空穴导体和改进钙钛矿电池结构，大幅度提高了钙钛矿电池的稳定性，最早解决了钙钛矿电池的兼具高效率与稳定性问题的方法之一， 为工程化技术研发提供了理论支持。2017年起一直负责组织中国材料大会太阳能材料与器件分会，2020年起参与美国化学会秋季年会太阳能电池分会的共同组织工作，在国内外学术界具有积极的影响力。

报告内容摘要

This report introduces how to explore new functional materials as key building block of solar cells to achieve high device performance. Examples includes functional carbon (N-doped carbon nanotubes and single-atom modified graphene as counter electrode of DSSCs), inorganic materials as charge transporting materials for perovskite solar cells (PSCs) with both superior stability and efficiency.

报告题目四：Chemical engineering on the grain boundaries and interfaces for high-performance perovskite solar cells

报告人：浙江大学 左立见 研究员

报告人简介

左立见，国家海外高层次引进人才，“百人计划”研究员，博士生导师。于2009和2014年在浙江大学高分子科学与工程学系分别获学士和博士学位。博士期间围绕聚合物太阳能电池器件工程开展研究工作，导师陈红征教授。毕业后，先后在浙江大学（合作导师李寒莹教授）、美国加州大学洛杉矶分校（UCLA，合作导师杨阳（Yang Yang）教授）、美国华盛顿大学（UW，合作导师任广禹（Alex Jen）教授）做博士后和助理研究员，从事有机及有机无机杂化（钙钛矿）半导体材料及光伏器件研究工作。2020年，获得了“国家海外高层次人才引进计划-青年项目”，并入职浙江大学高分子系。2021年兼聘至浙江大学-杭州国际科创中心。以第一作者/通讯作者身份在Nature Nanotechnology, Science Advances, sJournal of the American Chemical Society, Energy & Environmental Science, Advanced Materials, Joule, Nature Communications等国际核心期刊发表论文60余篇，申请/授权发明专利10项，论文引用超过8000次。主持科技部重点研发计划青年科学家项目、国家自然科学基金委面上项目，并获得首届“中国化学会朱道本有机固体青年创新奖”、“浙江大学青年学者2022年度十大学术进展”等奖项。

报告内容摘要

The ionic nature of halide perovskite semiconductors is one of the most prominent features to distinct it from others. This feature essentially enables them the merits of solution-processability and superior optoelectronic properties. As a result, the perovskite based solar cells simultaneously delivers high performance and low-cost production, and this makes it promising as the next-generation renewable energy source in the future. As a double-side sword, the ionic nature also makes the surface/interface of the perovskite film vulnerable to the surroundings, and the chemical environments at the grain boundaries and interfaces significantly affect the device performance. Besides, the ionic nature also induces the significant ion migration and accumulation behaviors, as well as the notorious hysteresis problem. To address the above issue, we endeavored to improve the surface and interface properties in perovskite solar cells via chemical methods, develop effective strategies for surface passivation, and achieve high device performance.

报告题目五：High efficient silicon heterojunction and perovskite/silicon tandem solar cells

报告人：苏州大学 杨新波 教授

报告人简介

杨新波，教授，博士生导师。2010年博士毕业于中国科学院上海硅酸盐研究所，2010年至2020年先后在日本东北大学、澳大利亚国立大学和阿卜杜拉国王科技大学从事太阳能电池材料与器件的研究工作。在Nature Energy, Joule, Advanced Materials等材料和能源领域权威期刊发表SCI论文80余篇（第一/通讯作者30+），国际权威光伏会议（IEEE PVSC、PVSEC等）做口头报告10余次，授权发明专利5项。目前主持国家自然科学基金面上项目1项、江苏省碳达峰碳中和科技创新专项资金项目课题3项，江苏特聘教授人才项目１项，企业横向合作项目3项，合计经费700多万。主持/参与多项日本、澳大利亚、沙特光伏重点项目，澳大利亚科学委员会和荷兰科学研究组织项目评审专家，2018年第7届世界光伏大会分会场主席，国际著名期刊(Nature Energy, Joule, Advanced Materials等)特邀审稿人。

报告内容摘要

To unlock the full performance potential of silicon heterojunction (SHJ) solar cells requires reductions of parasitic absorption and shadowing losses. Yet, the translation of nanocrystalline silicon-oxide (nc-SiO_x:H) window layer and copper-plated electrodes to a cost-effective and scalable production-relevant context remains one of the largest roadblocks towards mainstream adoption of SHJ technology. Here we address the first challenge by developing an industrial-scale high-frequency plasma-enhanced chemical vapor deposition system with a minimized standing wave effect, enabling the deposition of doped nc-SiO_x:H with excellent electron selectivity, low parasitic absorption and high uniformity. Next, we demonstrate seed-free copper plating, resulting in grids with a high aspect ratio and low metal fraction. By implementing the doped nc-SiO_x:H window layer, certified efficiencies of 25.98% and 26.41% are obtained for M6-size bifacial SHJ devices with screen-printed silver and copper-plated electrodes, respectively. Based on the SHJ bottom cell with nc-SiO_x:H window layer, monolithic perovskite/silicon tandem solar cell with an efficiency over 31% is achieved. These results underline the performance potential of SHJ and tandem technology and lower the threshold towards their mass manufacturing.

报告题目六：Controlled Synthesis of Lead-Free Perovskite and Its

Applications in Solar Cells and Valleytronics

报告人：复旦大学 梁佳 研究员

报告人简介

梁佳，复旦大学材料科学系青年研究员，博士生导师，入选国家高层次人才计划。2010年和2015年分别于东南大学和北京大学获得学士和博士学位。2015-2017年在南京大学任助理研究员。2017-2020先后在日本冲绳科学技术大学院大学和美国莱斯大学从事博士后研究。目前研究方向主要涉及新型光电能源器件研制、低维金属基功能材料生长及谷电子学研究。迄今以第一作者和通讯作者身份在JACS，AM，Joule等知名期刊发表论文60余篇。

报告内容摘要

Lead-based perovskite materials have experienced rapid development, witnessing a substantial increase in the power conversion efficiencies (PCEs) of their corresponding solar cells, increasing from 3.8% to 26.1%. Nevertheless, the environment and safety concerns stemming from lead toxicity could impede their future commercial viability. As an alternative candidate, lead-free perovskites have been put forward. Particularly, the tin (Sn)-based perovskites have garnered widespread attention due to their favorable attributes such as nontoxicity, ideal bandgaps, low cost, and ease of growth. While PCEs of Sn-based perovskite solar cells (TPSCs) have made significant progress in recent years, it is worth noting that their PCEs and stability still lag behind those of lead-based PSCs (LPSCs). To enhance the performance of TPSCs, we propose a strategy that involves incorporating 2-(2-Aminoethyl)-2-thiopseudourea dihydrobromide (AET) into the Sn-based perovskites. AET interacts strongly with the Sn-based perovskites, and thus effectively inhibits the oxidation from Sn²⁺ to Sn⁴⁺ and slows down the crystallization process. As a result, the TPSCs with AET achieve a high FF of 80.26% and a high PCE of 13.55%. Notably, this FF value represents the highest reported in the field of TPSCs with narrow bandgaps. Furthermore, encapsulated TPSCs demonstrate good stability, maintaining 80% of their initial performance over the course of 700 h.

In addition to Sn-based perovskites, we also explored bismuth (Bi)-based perovskites for their application in valleytronics. We reported one-step growth of atomically thin 2D all-inorganic lead-free perovskite derivatives, Cs₃Bi₂I₉, using the chemical vapor deposition (CVD) method, and the smallest thickness is 2.2 nm with 2-atomic-layer. These single-crystalline 2D Cs₃Bi₂I₉ films with well-defined triangle shape and large size exhibited higher absorption coefficient than the corresponding bulk material. Intriguingly, by breaking the inversion symmetry, 2D odd-layer Cs₃Bi₂I₉ exhibited giant polarization. Moreover, odd-layer Cs₃Bi₂I₉ show circularly polarized photoluminescence due to its inversion symmetry breaking, whereas the even-layers have no polarized emission. Such a layer-number-controlled contrast persists beyond 11 layers, providing stronger light-valley coupling than monolayer TMDCs and high light-valley conversion without cavity enhancement. The optical helicity from carriers in two inequivalent but degenerate valleys allows information storage in both states. The control of valley information is distinctive from the circular dichroism in engineered chiral perovskites where carriers decay to the preferred polarization.

报告题目七：钙钛矿/硅叠层太阳能电池产业化面临的问题与解决方案

报告人：正泰新能科技有限公司 李子佳 博士

报告人简介

李子佳，国家海外高层次引进人才，博士毕业于韩国成均馆大学，能源科学系。在韩国成均馆大学纳米技术高级研究所进行博士后研究。博士期间致力于解决钙钛矿太阳能电池的市场化过程中面临的一系列问题，包括溶液法制备刚性以及柔性钙钛矿器件，以及低成本制备钙钛矿/硅叠层以及钙钛矿/砷化镓叠层太阳能电池。主要针对钙钛矿薄膜的多路线制备、放大及稳定机理研究，以及关键传输材料的设计与制备、光电性能、器件电荷输运、收集、复合动力学过程及电荷存储特性等研究。在Advanced Science、Advanced Energy Materials、Nano Energy、Energy & Environmental Science、ACS Energy Letters、Nature Communications等国际高水平能源类期刊发表论文多篇。从2018年开始进行钙钛矿/硅叠层太阳能电池研究并与韩国韩华公司进行面向产业化方向的探索，对钙钛矿/硅叠层电池的不同技术路线及工艺有深刻研究。2023年作为海外高层次引进人才入职正泰新能科技有限公司担任前沿技术研发总监。入职正泰新能后，迅速组织了一支由材料科学博士、光电子学博士、电池工程师和光学模拟专家组成的多学科团队，致力于钙钛矿/硅叠层太阳能电池领域的产业化研究。

报告内容摘要

钙钛矿/硅叠层太阳能电池的研究进展迅速, 两端叠层器件的最高效率在短短几年内就达到了33.7%, 有效解决了硅太阳能电池效率受限于肖克利-奎伊瑟(Shockley-Queisser)极限而难以大幅度提升的问题，但是距 46％的理论极限效率还有一定的差距。^1,2两端钙钛矿/硅叠层太阳能电池的主要结构是由宽带隙的钙钛矿顶电池和窄带隙的硅基底电池组成, 其中顶电池吸收高能光子, 底电池吸收低能光子, 达到扩大光吸收范围的作用。³目前面向产业化的钙钛矿/硅叠层太阳能电池由于底电池的不同又分为钙钛矿/TopCon叠层（图1）和钙钛矿/HJT叠层（图2）。本报告对钙钛矿/晶硅叠层电池的研究进展进行梳理，指出提高叠层电池效率的关键因素，介绍了叠层电池的结构及性能进展；在此基础上，介绍了叠层电池发展所需的关键材料，主要包括透明电极、中间界面层、宽带隙钙钛矿电池；对比了钙钛矿与不同硅电池结合的难点问题与解决方案；分析了制约钙钛矿/晶硅叠层电池效率的因素及提升途径； 最后对钙钛矿/晶硅叠层电池在学术端和产业端的未来发展方向进行了展望。

报告题目八：Phoenixolar: an open cooperative platform for Perovskite

solar cell technology

报告人：湖州市鹑火光电有限公司 黄跃龙 博士

报告人简介

黄跃龙，湖州市鹑火光电有限公司董事长，曾任西南石油大学光伏产业技术学院院长，德国Juelich研究中心光伏研究所研究员、博导，首批中组部“海外引才计划”特聘专家，长期以事光伏技术（HT电池、硅薄膜电池、钙缺矿 大阳能池）研究、产业化投资与运营管理。

报告内容摘要

Phoenixolar: an open cooperative platform for peroviskite solar cell technology.