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王海橋：專注鈣鈦礦太陽能電池研究 探索新光伏材料

時間:2017-06-16 10:06來源:東南商報 作者:勞育聰
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　　人物名片
 
　　姓名：王海橋
 
　　職務(wù)：中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所副研究員
 
　　榮譽(yù)：2016年第九批浙江省“千人計劃”特聘專家
 
　　鈣鈦礦是一類陶瓷氧化物材料，具有獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì)，在傳統(tǒng)的高溫加熱材料、固體電阻器、傳感、催化等方面具有重要應(yīng)用。自2009年首次用于染料敏化電池后，基于鈣鈦礦活性材料的光伏電池技術(shù)迅速發(fā)展，短短數(shù)年時間，光電轉(zhuǎn)換效率從3.8%達(dá)到可觀的22.1%。成為目前太陽能電池界極受追捧的寵兒。
 
　　中科院寧波材料所副研究員王海橋，基于多年半導(dǎo)體材料和薄膜光伏技術(shù)的研究經(jīng)驗(yàn)，致力于鈣鈦礦類電池材料和器件技術(shù)的研發(fā)，探索新型高效光伏材料和器件技術(shù)。
 
　　打下光伏材料研究的基礎(chǔ)
 
　　2003年，王海橋在華中科技大學(xué)完成了生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的本科生涯。“當(dāng)時，這個專業(yè)的大方向是生物應(yīng)用，而我則對物理方面的材料比較感興趣。”他回憶道。于是，王海橋在攻讀碩博士時，專注于半導(dǎo)體光學(xué)材料領(lǐng)域，主要研究半導(dǎo)體納米材料的光學(xué)行為特性。
 
　　2008年，博士畢業(yè)的王海橋申請成為英國東英吉利亞大學(xué)化學(xué)院的高級助理研究員，主要研究稀土基納米“籠子”材料的設(shè)計和光電行為特性。他說，之所以將目光對準(zhǔn)稀土基光學(xué)材料，是因?yàn)檫@類材料能有一項(xiàng)特殊的光學(xué)性能，可以實(shí)現(xiàn)把太陽能光譜中長波長、低能量的光子吸收以后，以高能量、短波長的光子釋放出來，從而有望幫助光伏電池利用原本無法利用的長波長光子，提高利用率。
 
　　2010年，王海橋再度啟程來到德國埃爾蘭根-紐倫堡大學(xué)做博士后研究。在德國，他跟隨導(dǎo)師進(jìn)行了光伏材料與器件方面的研究，打下了深厚的光伏材料與技術(shù)研究基礎(chǔ)。
 
　　回國工作后，王海橋于2015年以“春蕾副研究員”的身份加入了中科院寧波材料所新能源技術(shù)研究所，繼續(xù)圍繞薄膜光伏材料與技術(shù)開展深入的研究。
 
　　鈣鈦礦類電池材料領(lǐng)域充滿潛力
 
　　目前，王海橋主要專注于鈣鈦礦類電池材料和器件的研究。據(jù)介紹，鈣鈦礦是近年來光伏方面研究的新寵，因?yàn)樗旧韮?yōu)異的光電學(xué)性質(zhì)使其有一個比較好的光電轉(zhuǎn)換效率。
 
　　說鈣鈦礦材料是目前太陽能電池界的寵兒，一點(diǎn)也不為過。此前，早已有報道稱鈣鈦礦太陽能電池由于容易生產(chǎn)且有更大靈活性，甚至可以噴涂在物體表面上，對可再生能源的未來具有重大潛力。
 
　　“最簡單地說，鈣鈦礦材料的光電轉(zhuǎn)化效率高。如有機(jī)半導(dǎo)體光伏目前實(shí)驗(yàn)室最高效率能做到11%-12%，而鈣鈦礦太陽能電池的效率目前可以達(dá)到22%左右，已經(jīng)很接近晶硅太陽能電池的效率；此外，鈣鈦礦薄膜太陽能電池可以實(shí)現(xiàn)大面積打印制備，同時具有柔性、輕質(zhì)、低成本、環(huán)保等核心優(yōu)勢，在弱光環(huán)境、建筑外墻等民用以及太空、軍事領(lǐng)域等都有應(yīng)用潛力。”王海橋表示，這些都代表著鈣鈦礦類光伏材料具有非常好的應(yīng)用前景，非常值得去探究。
 
　　但同時，這種鈣鈦礦太陽能電池技術(shù)還存在一些的問題，比如，材料在空氣和水氧環(huán)境中不穩(wěn)定，容易降解，導(dǎo)致器件性能不穩(wěn)定；目前使用的材料中存在鉛等重金屬毒性元素，對環(huán)境存在危害。這也是鈣鈦礦太陽能電池研究目前面臨的最大挑戰(zhàn)�；诖耍鹾虿┦考捌渌诘恼n題組目前也正在探索尋找一些新的理想光伏材料。目前，王海橋所在的課題組已經(jīng)開發(fā)了一些新的材料，相關(guān)研究工作正在有序推進(jìn)。
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文章標(biāo)簽： 電池材料 鈣鈦礦 光伏材料
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