膜拜！80岁老爷子，今年又发2篇Nature/Science正刊！鼻祖级传奇人物，被引近50万次，比我论文字数都多...
学术
2024-10-08 08:18
广东
Michael Gratzel教授，1944年出生，被誉为“染料敏化太阳能电池之父”的传奇人物，他的引用次数马上就破50万次了，我估计各位写的总论文字数都没他的引用多吧！
Gratzel教授1944年出生于德国，今年已经实打实的80岁了，在瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）担任教授，培养了大批优秀的科学人才，桃李满天下，他还是中科院的外籍院士。Gratzel教授荣誉和奖杯应该早就拿到手软，希望他能获得诺奖。他对全球光伏产业的发展产生了深远影响，也为中国光伏界培养了大量的人才，中国弟子都非常喜欢他，他的办公是被塞满了字画。即使已经80岁了，Gratzel教授尚未退休，老骥伏枥，志在千里，仍旧活跃在科研一线，今年又发表了2篇正刊。产业化难题：目前钙钛矿产业化如火如荼的进行，产业化遇到的难题之一就是如何在空气中制备钙钛矿。科研可以在惰性气体手套内完成钙钛矿的制备，但是大面积钙钛矿的制备是承受不起手套箱和惰性气体的消耗的，不具备经济性。在高湿度环境下制备钙钛矿薄膜的难度很大，这是因为大多数溶剂很容易吸湿，导致结晶失控。本文方案：为解决钙钛矿太阳能电池在潮湿环境中结晶难问题，作者引入含氯有机分子形成晶体覆盖层，有效地阻挡水汽，并保留DMSO-PbI₂配位络合物。通过多种表征技术，包括XRD、原位UV-Vis等，深入揭示了钙钛矿晶体在湿度条件下的生长机理及其相变。取得成果：基于以上方法，在高湿度环境下，实现了24.5%的钙钛矿太阳能电池，未封装的钙钛矿电池在40%至60%的湿度环境下，经过500小时的最大功率点测试后，保持了96%的初始性能，这为钙钛矿太阳能电池的商业化提供了新的解决思路。Gratzel教授在太阳能电池领域取得了突破，他同时想办法从其它领域更加高效的利用太阳能，其中之一就是光解水产氢。研究难点：提升载流子的提取速率，可以有效加快光解水的效率。那么，光生载流子后，如何给载流子建立一条‘高速公路’是材料学家要面对的难题。另外，对于一个材料来说，各向异性是很常见的，找到一个材料的优势取向，就有可能提升载流子提取速率。解决办法：Cu₂O是一种无毒、廉价、丰富的材料，且适用于光电化学反应，这使得它成为替代传统贵金属的重要选择。作者采用了一种简单且成本较低的方法，即液相外延生长方法，制造出高质量的Cu₂O光电极，并测试了它们在不同方向上的性能。结果发现，在[111]方向上，Cu₂O能够更好地传导电流，生成的电流比其他方向的高出很多，效果更好。（1）基底准备：使用不同晶向（如[100]、[110]、[111]）的硅片作为基底，经过清洗和表面处理后，确保基底干净并去除了表面氧化物层。（2）金层缓冲层：在硅基底上先沉积一层薄薄的金层，金层的作用是作为Cu₂O晶体生长的基础，保证接下来的外延生长能够顺利进行。（3）Cu₂O的沉积：通过电化学沉积法，将Cu₂O材料沉积在金层上。需要精确控制溶液的成分和pH值，来调节生成Cu₂O薄膜的质量和晶向，比如[111]晶向。（4）后处理：在Cu₂O薄膜上会涂上一层保护层（例如TiO₂）来防止材料在实际运行中的腐蚀和损坏，以提高其稳定性和使用寿命。取得成果：这种新型光电极不仅效率高，还非常稳定，能够在长达120小时的测试中稳定工作，几乎没有性能衰减。这种方法可以在大面积基底上生成具有高质量晶体取向的Cu₂O光电极，为大规模生产提供了可能性，它有可能成为未来清洁能源生产中的一种重要材料，不仅能更有效地利用太阳能，还能在实际应用中维持较长时间的稳定运行。🌟 同步辐射，找华算 ！三代光源，全球机时，最快一周出结果，保质保量！👉全面开放项目：同步辐射硬线/软线/高能/液体/原位/SAXS/GIWAXS/PDF/XRD/数据拟合！🏅 500+博士团队护航，助力20000+研究在Nature&Science正刊及子刊、Angew、AFM、JACS等顶级期刊发表！
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