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实验室陈炜教授入选国家第三批“万人计划”青年拔尖人才

来源:武汉光电国家实验室(筹)    作者:    发布时间:2017年11月01日

近期,中央人才工作协调小组办公室正式公布了2017年第三批国家“万人计划”青年拔尖人才入选对象名单,华中科技大学武汉光电国家实验室(筹)陈炜教授入选。

据悉,国家“万人计划”是面向国内高层次人才的特殊支持计划,从2012年起,用10年左右时间,有计划、有重点地遴选支持1万名左右自然科学、工程技术、哲学社会科学和高等教育领域的杰出人才、领军人才和青年拔尖人才,形成与“千人计划”相互补充、相互衔接的国内高层次创新创业人才队伍开发体系。武汉光电国家实验室现有中组部“万人计划”中青年科技创新领军人才5名,“万人计划”青年拔尖人才3名。

陈炜教授系华中科技大学武汉光电国家实验室(筹)教授,博士生导师。

工作经历

2016/02 – 至今,华中科技大学,武汉光电国家实验室,教授,博士生导师

2010/04 – 2016/02,华中科技大学,武汉光电国家实验室,副教授

2014/04 – 2015/07,日本,国立材料与物质研究所,特别研究员 (合作导师:韩礼元教授)

2012/07 – 2012/08,香港科技大学,化学系,访问学者 (合作导师:杨世和教授)

2012/02 – 2012/03,澳大利亚莫纳什大学,材料工程系,访问学者 (合作导师:程一兵教授)

2008/04 – 2010/03,香港科技大学,化学系,博士后 (合作导师:杨世和教授)

受教育经历

2003/09 – 2008/01,清华大学,材料科学与工程系,博士,导师:李恒德院士,翁端教授

1999/09 – 2003/06,清华大学,材料科学与工程系,学士

研究领域

近5年取得的主要创新成果:

1.大面积、高效、高稳定钙钛矿太阳能电池

 高效、低成本的钙钛矿太阳能电池是2009年出现的新型光伏技术,被《Science》评选为2013年十大科学进展之一,极具产业化应用前景。但钙钛矿太阳能电池普遍存在稳定性差、具有迟滞效应、大面积器件效率低且缺乏权威认证等问题。陈炜教授基于p-i-n反式平面电池结构,通过引入新材料、新结构和新概念,在大面积(1cm2)器件上逐步实现了可认证的高效率和稳定性的提升,为钙钛矿太阳能电池克服产业化瓶颈做出了重要贡献。

 第一步,陈炜教授发明了一种“NiO+meso-Al2O3”复合界面材料,限制光学损失的同时实现界面复合的减少,取得NiO基钙钛矿太阳能电池的当时国际上的最高效率13.5%,并初步论证出该类型电池良好的光稳定性。以上成果发表于Wei Chen, et al,Energy Environ. Sci,2015, 8, 629(ESI高被引论文,他引97次,2015年Energy Environ. Sci.下载次数top 10%论文)。

 第二步,陈炜教授基于多元氧化物固溶体和掺杂技术,率先在钙钛矿太阳能电池体系中实施“兼顾效率和稳定性的界面工程”,通过廉价湿法镀膜工艺制备高电导率、能级匹配的无机半导体界面薄膜材料p-NiMgLiO和n-TiNbOx,有效改善界面材料的电荷抽取能力和化学稳定性,并在大面积范围内消除薄膜缺陷和针眼,实现了大面积(1cm2)钙钛矿太阳能电池器件的高效率(16.2%)、消除了迟滞效应、同时大幅提升了器件的稳定性(1000小时光照效率相对损失<10%)。上述电池通过了第三方机构(日本AIST)认证,得到国际上第一个大面积(1cm2)钙钛矿太阳能电池的效率记录(15.0%),并写入由太阳能电池之父Martin Green编纂的权威效率记录表。以上成果发表于Wei Chen, et al., Science, 2015, 350, 944(ESI热点论文,他引438次)。《Science》同期刊发西班牙瓦伦西亚大学H. Bolink教授的独立评论(Science, 2015, 350, 917)指出 “该工作使钙钛矿太阳能电池加入了薄膜太阳能电池行列”,并点评“大面积无缺陷界面薄膜的制备是一个了不起的成就”,“氧化物界面材料对稳定性的改进十分重要”。国际评论纷纷指出该工作使钙钛矿太阳能电池“成为十分有前途的新的可规模化应用光伏技术”(Sol. Energy Mater. Sol. Cells,2016, 152, 118)“实现规模制备的重要进展”(Adv. Energy Mater., 2016, 1600814)“找到加速实现组件开发目标的途径”(Adv. Energy Mater., 2016, 1600285)等。该工作提出的“兼顾效率和稳定性的氧化物界面工程”方法和观点,被2016年报道的Nature论文(Nature, 2016, 536, 312)引证和2017年刚发表的Nature Communications论文(Nat Commun, 2017, 8, 13938)跟踪改进。

 第三步,陈炜教授通过钙钛矿/富勒烯界面工程,改造内建电场分布实现界面电荷的有效抽取,实现了大面积(1cm2)电池在第三方机构(日本AIST)认证效率高达18.2%。这是当时大面积反式平面结构钙钛矿太阳能电池的国际最高认证效率,极大增强钙钛矿太阳能电池的产业化竞争力。以上成果发表于Nature Energy, 2016, 1, 16148(ESI高被引论文,他引45次)。随后被美国每日科学(Sciencedaily.com)和英国物理组织网(Physorg.com)亮点报道。

2.全无机界面钙钛矿太阳能电池(稳定性提升策略)

作为前期工作的延伸发展,利用无机氧化物界面材料的高稳定性、水氧阻隔能力帮助器件改善稳定性,陈炜教授发展了一种采用纳米墨水涂布制备的高导电、高化学稳定的p-CuGaO2无机界面薄膜,实现了全无机界面钙钛矿太阳能电池的高效率和高稳定性,器件在不封装的条件下,稳定性较有机空穴传输材料提高30倍以上。可低温涂布的无机界面材料的成本较有机物也大幅度降低,进一步增强了钙钛矿太阳能电池的成本优势。以上成果发表于Advanced Materials, 2017, 29, 1604984。

3.Sr-Pb复合钙钛矿薄膜缺陷控制(效率提升策略)

作为前期工作的延伸发展,陈炜教授发展了一种Sr-Pb复合钙钛矿材料体系,利用SrCl2掺杂调节MAPbI3结晶动力学,制备高结晶度、低缺陷浓度、长荧光寿命的MAPbI3(SrCl2)x复合钙钛矿材料,将印刷介孔型钙钛矿电池效率由13.2%提升到15.9%,将平面型钙钛矿电池效率进一步提高到19.4%。这种材料在SrCl2掺杂30%的时候仍然保持钙钛矿物相结构,具有高掺杂容忍度。SrCl2的引入,降低了钙钛矿中有毒Pb的用量,对于发展环保钙钛矿材料具有重要启示意义。以上成果发表于Advanced Materials, 2017, 29, 1606608。

4.钙钛矿-钒酸铋叠层光解水电池(应用范围拓展)

针对单一光解水电池效率低下(~2%),需要额外偏压辅助的问题,陈炜教授提出将具有高量子效率的BiVO4陷光结构光解水电池与高输出电压、宽光谱吸收的钙钛矿太阳能电池串联叠层,实现叠层电池在无外偏压辅助下的光解水制氢的能源转换效率达到6.2%,为叠层光解水制氢电池国际最高效率。该工作为廉价太阳能制氢技术提供了新的技术选项,拓宽了钙钛矿太阳能电池的应用范围。以上成果发表于Science Advances, 2016, 2 (6), e1501764。

获奖与荣誉称号

1、获2015中国十大科技新锐人物称号

2、入选国家第三批中组部“万人计划”青年拔尖人才

主要学术兼职

1、Springer旗下SCI期刊《Rare Metals》编委

2、中科院深圳先进技术研究院客座教授

3、Nano Lett, Adv Mater, Adv Funct Mater, Adv Energ Mater, EES, J Mater Chem, Chem Commun, J Phys Chem C, Phys Chem Chem Phys, ChemPhyChem, RSC Adv, Thin Solid Films等众多学术期刊审稿人。

招生信息

1.长期招聘博士后,年薪20万,聘期2-6年,享有职工同等待遇,有钙钛矿太阳能电池、化合物薄膜太阳能电池、有机太阳能电池、染料敏化太阳能电池、纳米墨水印刷电子研究背景者优先;

2.同时欢迎硕、博士研究生报考武汉光电国家实验室,通过招生改革,报考武汉光电国家实验室可以选择材料、化学类专业课考试。另外,武汉光电国家实验室通过暑期夏令营,优先录取获得外推保送资格的研究生。目前,通过国家公派,课题组1名博士生在瑞士洛桑理工Gratzel教授课题组交流访问1年,另一名博士生正在美国华盛顿大学Alex K.-Y. Jen课题组交流访问,从事钙钛矿太阳能电池方向的合作研究。

3.简历与代表作发往:wnlochenwei@hust.edu.cn