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北理工学生一作发表《Science》，她是“追光女孩”杨宁

材料学网 · 公众号 · · 2024-09-30 09:58

正文

在全球气候危机和能源匮乏的紧迫时代，光伏技术正以其可再生能源的身份，逐渐崛起为缓解能源困境的关键利器。北京理工大学材料学院的2019级博士研究生杨宁，这位年轻而充满激情的学者，正以他对光伏技术的执着追求和不懈努力，为国家的绿色能源转型注入了一股新鲜的力量。他的信念坚如磐石，他的努力不懈不怠，正是这些特质使他在推动国家迈向更加可持续的未来中发挥着不可或缺的作用。

基于此，北京理工大学陈棋团队等人提出了一种简单普适的宽带隙钙钛矿结晶控制策略——晶核工程。该策略通过调控前驱液中优势晶核，优化了宽带隙钙钛矿薄膜的织构，提升了薄膜质量，由此显著提高了钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池的效率与长期运行稳定性。制备的钙钛矿/晶硅叠层电池在25cm^2有效面积下效率达到29.4%（第三方评估为28.8%），1cm^2有效面积下效率达到32.5%。在25°C和50°C的最大功率点（AM 1.5G，全光谱，1个太阳）下运行1301小时和800小时后，封装器件分别保持了原始效率的98.3%和90%。论文以“Nuclei engineering for even halide distribution in stable perovskite/silicon tandem solar cells”为题发表在顶级期刊Science上。

论文链接：

https://www.science.org/doi/10.1126/science.ado9104

创新——筑牢科技优势

在2020年9月的联合国大会上，******宣布了具有里程碑意义的“30·60”碳达峰碳中和战略目标，这一宏伟蓝图不仅引领中国迈向低碳转型的新纪元，更激发了无数科研工作者的创新激情。在这一背景下，杨宁——一位在北理工攻读博士学位的光伏领域新星，深受鼓舞。她坚信，自己对新型钙钛矿材料及光伏电池的研究正与时代脉搏同步跳动。杨宁的研究初衷源于对中国晶硅光伏产业链条的深刻理解。她认为，中国凭借规模制造和技术创新，在硅料、组件到应用方面形成了完整的产业链，展现出强大的竞争力。钙钛矿材料的出现为晶硅产业带来了新的活力。当钙钛矿与晶硅结合形成叠层结构时，能够更高效地利用太阳光，减少热弛豫效率损失，从而提升电池的光电转换效率。面对钙钛矿材料在实际应用中的挑战，如结晶性差、易相分离以及长期稳定性不足等问题，杨宁在导师陈棋教授的指导下，提出了晶核工程这一创新结晶控制策略。经过精心实验和调整，她不仅改善了宽带隙钙钛矿材料的性能，还显著提高了光伏器件的光电转化效率，并增强了其光热稳定性和长期运行稳定性。2024年8月2日，《Science》杂志主刊发表了她的研究成果《Nuclei engineering for even halide distribution in stable perovskite/silicon tandem solar cells》，标志着她在光伏技术领域的重大突破。

突破——跨越技术瓶颈

在科研的征途上，杨宁所经历的并非一片坦途。她面临的挑战如同攀登险峰，每一步都需小心翼翼。“为了探寻实验的完美配方，我们不得不对宽带隙钙钛矿薄膜的制备参数进行无数次微调，反复测试与分析。”每一次数据不尽人意时，那种挫败感如潮水般涌来。然而，在无数次的尝试后，她终于解锁了提升材料性能的关键密码。随着研究步入深水区，团队的努力也达到了白热化。为了精确掌控晶核的生长，杨宁和她的伙伴们常常夜以继日地坚守在实验室。“有几次，我们在深夜的三四点钟还在热烈讨论下一步的策略。”尽管这种高强度的工作是对身心的巨大挑战，但每当实验取得突破时，那份成就感便让所有的疲惫烟消云散。

”

师承——延续科研精神

“在我科研旅程的每一步，陈棋教授的悉心指导和无私支持都如同明灯，照亮了我对科学探索的热爱与执着。”毕业之际，杨宁满怀感激地回忆起她的导师。她铭记着陈教授的教诲：“科研不仅追求成果，更在于扎实的基础和精益求精的态度。”在研究的起点，杨宁曾渴望速成，却因急躁而屡遭挫折。然而，陈教授并未责备，而是以一位资深科研者的同理心，耐心指导她：每一步实验都需踏实稳健，每一个数据都需精准可靠。这种对细节的关注不仅让她避免了弯路，更让她深刻体会到了科研的严谨之美。“好奇心是推动科学进步的关键力量。”这是陈教授留给杨宁的另一句箴言。他鼓励她勇敢探索未知领域，尝试创新方法，甚至挑战既定理论。“他让我认识到科研的真谛——不断探索、挑战极限。” 如今作为前辈的杨宁希望将自己的科研心得传递给后来者。她总结了科研成功的“金三角”秘诀：首先，打好基础并选择正确的研究方向；其次，合理规划并保持积极心态；最后，重视合作与交流。这些经验是她从导师那里学到的最宝贵的财富，并希望能够帮助更多的学弟学妹们在科研的道路上走得更远、更稳。

结语

杨宁坚信，科研的魅力在于日复一日的坚持与探索，她深知微小的进步累积起来，终能引发质的飞跃。在她眼中，将知识转化为推动国家和社会进步的力量，是科研工作者的终极追求。如今，这位满怀激情的“追光女孩”已经步入职场，她的热情和对科研的理解将继续在光伏技术领域绽放光芒。她的团队正致力于将晶核工程从实验室推向工业化生产，他们的目标是让科研成果落地生根，为中国光伏技术的商业化应用开辟崭新的道路。

杨宁简介

北理工学生一作发表《Science》，她是“追光女孩”杨宁

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