王海桥：专注钙钛矿太阳能电池研究 探索新光伏材料
时间:2017-06-16 10:06来源:东南商报 作者:劳育聪
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人物名片
姓名：王海桥
职务：中国科学院宁波材料技术与工程研究所副研究员
荣誉：2016年第九批浙江省“千人计划”特聘专家
钙钛矿是一类陶瓷氧化物材料，具有独特的物理和化学性质，在传统的高温加热材料、固体电阻器、传感、催化等方面具有重要应用。自2009年首次用于染料敏化电池后，基于钙钛矿活性材料的光伏电池技术迅速发展，短短数年时间，光电转换效率从3.8%达到可观的22.1%。成为目前太阳能电池界极受追捧的宠儿。
中科院宁波材料所副研究员王海桥，基于多年半导体材料和薄膜光伏技术的研究经验，致力于钙钛矿类电池材料和器件技术的研发，探索新型高效光伏材料和器件技术。
打下光伏材料研究的基础
2003年，王海桥在华中科技大学完成了生物医学工程专业的本科生涯。“当时，这个专业的大方向是生物应用，而我则对物理方面的材料比较感兴趣。”他回忆道。于是，王海桥在攻读硕博士时，专注于半导体光学材料领域，主要研究半导体纳米材料的光学行为特性。
2008年，博士毕业的王海桥申请成为英国东英吉利亚大学化学院的高级助理研究员，主要研究稀土基纳米“笼子”材料的设计和光电行为特性。他说，之所以将目光对准稀土基光学材料，是因为这类材料能有一项特殊的光学性能，可以实现把太阳能光谱中长波长、低能量的光子吸收以后，以高能量、短波长的光子释放出来，从而有望帮助光伏电池利用原本无法利用的长波长光子，提高利用率。
2010年，王海桥再度启程来到德国埃尔兰根-纽伦堡大学做博士后研究。在德国，他跟随导师进行了光伏材料与器件方面的研究，打下了深厚的光伏材料与技术研究基础。
回国工作后，王海桥于2015年以“春蕾副研究员”的身份加入了中科院宁波材料所新能源技术研究所，继续围绕薄膜光伏材料与技术开展深入的研究。
钙钛矿类电池材料领域充满潜力
目前，王海桥主要专注于钙钛矿类电池材料和器件的研究。据介绍，钙钛矿是近年来光伏方面研究的新宠，因为它本身优异的光电学性质使其有一个比较好的光电转换效率。
说钙钛矿材料是目前太阳能电池界的宠儿，一点也不为过。此前，早已有报道称钙钛矿太阳能电池由于容易生产且有更大灵活性，甚至可以喷涂在物体表面上，对可再生能源的未来具有重大潜力。
“最简单地说，钙钛矿材料的光电转化效率高。如有机半导体光伏目前实验室最高效率能做到11%-12%，而钙钛矿太阳能电池的效率目前可以达到22%左右，已经很接近晶硅太阳能电池的效率；此外，钙钛矿薄膜太阳能电池可以实现大面积打印制备，同时具有柔性、轻质、低成本、环保等核心优势，在弱光环境、建筑外墙等民用以及太空、军事领域等都有应用潜力。”王海桥表示，这些都代表着钙钛矿类光伏材料具有非常好的应用前景，非常值得去探究。
但同时，这种钙钛矿太阳能电池技术还存在一些的问题，比如，材料在空气和水氧环境中不稳定，容易降解，导致器件性能不稳定；目前使用的材料中存在铅等重金属毒性元素，对环境存在危害。这也是钙钛矿太阳能电池研究目前面临的最大挑战。基于此，王海桥博士及其所在的课题组目前也正在探索寻找一些新的理想光伏材料。目前，王海桥所在的课题组已经开发了一些新的材料，相关研究工作正在有序推进。
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