给阳光“保鲜”这招国际领先 黄维院士团队两项重要成果登上《自( 二 )
稳定性有那么重要吗?陈永华说 , 要做好太阳能电池 , 许多问题有待突破 , 稳定性是其中一个很重要的方面 , 总不能允许电池很快就罢工了 , 寿命问题一定要考虑 。 他比喻道 , 以前层状钙钛矿材料太阳能电池的每一层之间的分子是靠在一起 , 这种不太紧密的作用力难以对抗水、热以及紫外光等的侵蚀 , 使层状钙钛矿电池很容易分解罢工;而他们这次想办法让分子紧紧地抱在了一起 , 从而增强了分子间的作用力 , 继而增加了电池的稳定性 。 这项成果让此类太阳能电池距离真正投入使用又迈进了一步 。 陈永华说 。
然而 , 取得这项成果的过程是相当曲折的 。 我从研究生一年级就开展了相关研究 , 直到研究生毕业成果都还没有发表 。 现正在西北工业大学读博士一年级的晁凌锋告诉采访人员:真是一直在失败 , 只有一次成功 。
去年夏天来临之前 , 是他最崩溃的时候 。 我们的研究成果需要送到北京的中国计量院做第三方验证才能发表 。 明明在实验室里测得都很成功 , 但到了北京就是测不出来了 。 晁凌锋知道 , 世界上还有很多优秀的课题组在攻关这个稳定性的问题 , 如果自己的成果不能最先发表 , 就会失去价值 。 问题出在了检测设备的连接环节 , 为了解决这个问题 , 在3个月的时间里 , 他往北京跑了多次 , 两度推翻重建检测连接设计 , 但一直走不出科学的迷宫 , 同时我还在准备6月份的研究生毕业论文答辩 。
比这一切更让他难以接受的是 , 夏天就要来了 。 层状钙钛矿材料本身怕热 , 这意味着 , 如果不赶在夏天之前做完检测验证 , 成果的最好性能指标将大打折扣 , 他们将失去与国际团队竞争的筹码 。
虽然 , 我觉得陈永华老师也已经崩溃了 , 但他一直鼓励我们 , 半夜12点多还来实验室和我们交流 。 最后 , 在一天夜里 , 他们走出了迷宫 , 最后通过了第三方验证 。
和夏天赛跑的晁凌锋 , 终于在这个春天夺得了胜利果实 。 这一成果的发表不仅是对他意义重大 , 他说:我看到了这项研究对世界能源领域的价值 , 所以才会一直坚持 。 登上顶级期刊之后 , 他还在继续进行相关研究 , 我们不仅希望大家认可这项研究 , 更希望通过这项成果激励更多人投身太阳能领域 , 这样我们的未来才会更好 。
此外 , 黄维院士团队还与帝国理工学院、阿卜杜拉国王科技大学(KAUST)Thomas Anthopoulos教授合作 , 在有机-金属氧化物薄膜晶体管研究领域取得重要进展 , 发表于《自然·电子学》 。
这项研究聚焦于一种显示器件的生产 。 据了解 , 薄膜晶体管是有源显示驱动背板的核心器件 。 其中 , 金属氧化物薄膜晶体管具有迁移率高、透光性好、成本低、可低温制备等优点 , 应用前景巨大 , 但制备成本却相对较高 。 近年来 , 溶液法作为一种工艺简单、可实现大面积制备 , 并且与柔性衬底相兼容的新制备方法而备受关注 。 然而 , 由于溶液法的非化学计量性质而导致的电荷俘获现象 , 使得器件存在工作稳定性差的问题 , 是其实现实际应用所面临的技术瓶颈 。
针对这一科学难题 , 合作团队了提出了一种有机-金属氧化物混合薄膜晶体管 , 其沟道由溶液法制备的氧化铟 , 氧化锌纳米粒子 , 聚合物聚苯乙烯和氧化锌多层超薄薄膜组成 。 经臭氧处理后的聚合物聚苯乙烯薄膜有效地钝化了金属氧化物表面和异质结界面处的电子陷阱 , 实现了高电子迁移率及超高的工作稳定性 , 是目前已报道的最稳定的金属氧化物薄膜晶体管 。 该研究成果为解决当前溶液法制备金属氧化物薄膜晶体管的工作稳定性问题提供了新的思路 , 并有助于进一步推动薄膜晶体管在显示领域的应用 。
(来源:中国青年报、人民网)
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