專家信息：
向萬(wàn)春，現(xiàn)任陜西師范大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院研究員，曾任武漢理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院副研究員。
2010年于中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所獲得博士學(xué)位，2011至2014年在澳大利亞莫納什大學(xué)工作，2014年7月起就職于武漢理工大學(xué)硅酸鹽建筑材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，2017年至2018年在瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院(EPFL)光分子科學(xué)實(shí)驗(yàn)室Anders Hagfeldt教授課題組進(jìn)行學(xué)術(shù)訪問(wèn)。研究領(lǐng)域是面向新型光電材料的制備、性能以及在有機(jī)-無(wú)機(jī)光伏器件等中的應(yīng)用。在相關(guān)領(lǐng)域發(fā)表SCI論文40余篇，包括以通訊作者發(fā)表在能源領(lǐng)域頂級(jí)期刊的Joule, Energy & Environ. Sci以及ChemSusChem、Green Chem、J. Mater. Chem. A, Chem. Commun、Angew. Chem. In. Ed.等。獲授權(quán)發(fā)明專利2項(xiàng)。研究成果曾被Energy & Environ. Sci.選為封面文章和熱點(diǎn)文章等進(jìn)行專題報(bào)道。共主持基金6項(xiàng)。
教育及工作經(jīng)歷：
2001-2005：陜西師范大學(xué)，理學(xué)學(xué)士。
2005-2010：中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所，理學(xué)博士。
Ph. D. Institute of Chemistry, Chinese Academy of Sciences
2010年獲得中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所理學(xué)博士學(xué)位11D93
Assistant Professor, Xi’an Institute of Optics and Precision Mechanics, Chinese Academy of Sciences
2010.7-2011.3 中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所 助理研究員
Postdoc, Department of Chemistry, Monash University, Australia
2011.4-2014.6 澳大利亞Monash大學(xué) 博士后
Associate Professor, State Key Laboratory of Silicate Materials for Architectures, Wuhan University of Technology, Doctoral Tutor
2014.7-2020.6 武漢理工大學(xué)硅酸鹽建筑材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 副研究員 博士生導(dǎo)師
Visiting Scholar, École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), Switzerland
2017.8-2018.8瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院 訪問(wèn)學(xué)者
Professor, Shaanxi Normal University
2020.7至今 陜西師范大學(xué) 研究員
主要學(xué)術(shù)兼職：
1、中國(guó)硅酸鹽學(xué)會(huì)理事。
2、Joule, Nat. Commun, Adv. Energy Mater., Nano Energy, ACS Applied Materials & Interface, Chem. Comm, J. Phys. Chem. J. Mater. Chem. A, J. Power Sources, New Journal of Chemistry等SCI期刊的審稿人
科學(xué)研究：
研究領(lǐng)域：
染料敏化太陽(yáng)能電池
太陽(yáng)能的有效利用是解決化石能源的日益枯竭及溫室效應(yīng)和環(huán)境污染等問(wèn)題的重要途徑之一。太陽(yáng)能電池能實(shí)現(xiàn)無(wú)機(jī)械轉(zhuǎn)化和污染副產(chǎn)品的情況下，把太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)化為電能，一直是研究熱點(diǎn)。染料敏化太陽(yáng)能電池由于其價(jià)格便宜、工藝簡(jiǎn)單、環(huán)境友好、形狀多樣化等優(yōu)點(diǎn)而可能替代傳統(tǒng)的硅基電池。染料敏化太陽(yáng)能電池通常由在導(dǎo)電基底上的敏化納晶多孔半導(dǎo)體作為工作電極，由鉑等作為對(duì)電極，在兩片電極中間由含有氧化還原電對(duì)的電解質(zhì)構(gòu)成。氧化還原電對(duì)在兩片電極之間傳輸電子，同時(shí)在電子注入到半導(dǎo)體能帶后使激發(fā)態(tài)染料得以再生。近年，腐蝕性低，吸光弱的基于聯(lián)吡啶鈷的電解質(zhì)使得電解質(zhì)的發(fā)展逐漸轉(zhuǎn)向無(wú)碘電解質(zhì)。我們已經(jīng)成功將過(guò)渡金屬（鈷、錳等）配合物氧化還原電對(duì)用于染料敏化太陽(yáng)能電池中并取得了優(yōu)異的光電轉(zhuǎn)換效率。通過(guò)對(duì)電解質(zhì)進(jìn)行凝膠固化，器件的穩(wěn)定性得到了很大的提升。同時(shí)，我們采用水作為電解質(zhì)溶劑來(lái)代替有毒的有機(jī)溶劑，獲得了目前世界效率最高的水電解質(zhì)染料敏化太陽(yáng)能電池，這是制備環(huán)境友好的太陽(yáng)能電池器件的一個(gè)重要途徑。
鈣鈦礦太陽(yáng)能電池
有機(jī)無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦太陽(yáng)能電池自2012年起已在世界范圍內(nèi)進(jìn)行廣泛的研究，并被科學(xué)雜志選為2013年科學(xué)界十大突破之一。在這種新型全固態(tài)雜化太陽(yáng)能電池中，具有ABX3晶型結(jié)構(gòu)的有機(jī)-無(wú)機(jī)-鹵素鈣鈦礦材料為吸光材料。A是有機(jī)陽(yáng)離子，B是金屬離子，X是鹵素離子。這種三鹵鈣鈦礦材料具有很寬的吸光范圍（300-800 nm）和高摩爾吸光系數(shù)，因此，很薄的一層吸光層（~ 300 nm）就足以滿足高效鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的要求。而提高鈣鈦礦太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性的方法在于材料的選擇和工藝的優(yōu)化。這種低成本和簡(jiǎn)單工藝的太陽(yáng)能電池是光伏建筑一體化工程的重要組成部分。
研究方向：
1. 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池
Perovskite solar cells
2. 鈣鈦礦 疊層太陽(yáng)能電池
Tandem perovskite solar cells
3. CO2電催化還原
Electrocatalysis for CO2 reduction.
承擔(dān)科研項(xiàng)目情況：
共主持基金6項(xiàng)。
1. 低帶隙無(wú)機(jī)鈣鈦礦組分優(yōu)化及其對(duì)穩(wěn)定性的影響機(jī)理研究，國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目，60萬(wàn)，2020.1.1-2023.12.31. 主持
2. 水電解質(zhì)pH值的調(diào)控及其對(duì)p型染料敏化太陽(yáng)能電池光電性能的影響，國(guó)家自然科學(xué)基金，21萬(wàn)，2016.1.1-2018.12.31，主持
3. 富勒烯衍生物脂基端功能化及其在低溫鈣鈦礦電池上的應(yīng)用，湖北省自然科學(xué)基金，5萬(wàn)，2016.1.1-2017.12.31，主持
4. 富勒烯衍生物端功能化及其在鈣鈦礦電池上的應(yīng)用，北京分子科學(xué)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室開放課題，8萬(wàn)，2016.3.1-2018.2.28，主持
科研成果：
在相關(guān)領(lǐng)域發(fā)表SCI論文20余篇，包括以通訊作者發(fā)表的Energy & Environ. Sci.、ChemSusChem.、Green Chem.、Chem. Commun.、Angew. Chemie. In. Ed.等。獲授權(quán)發(fā)明專利2項(xiàng)。研究成果曾被Energy & Environ. Sci.選為封面文章和熱點(diǎn)文章等進(jìn)行專題報(bào)道。
發(fā)明專利：
[1]向萬(wàn)春,張帆,姚希. 一種穩(wěn)定的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池及其制備方法[P]. 湖北：CN107919439A,2018-04-17.
[2]方艷艷,向萬(wàn)春,方世璧,林原. 一種懸掛強(qiáng)電負(fù)性離子官能團(tuán)的離子液體聚合物及其制備方法與應(yīng)用[P]. 北京：CN102234354A,2011-11-09.
[3]向萬(wàn)春,方世璧,林原. 聚合物-金屬離子絡(luò)合物凝膠電解質(zhì)及其制備方法與應(yīng)用[P]. 北京：CN102020748A,2011-04-20.
[4]向萬(wàn)春,方世璧,林原. 聚合物-金屬離子絡(luò)合物凝膠電解質(zhì)及其制備方法與應(yīng)用[P]. 北京市：CN102020748B,2012-08-08.
[5]向萬(wàn)春,張帆,姚希. 一種穩(wěn)定的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池及其制備方法[P]. 湖北�。篊N107919439B,2020-01-14.
[6]向萬(wàn)春,鄭勇,潘俊燁,陳麒,涂曉詩(shī). 一種全無(wú)機(jī)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的制備方法[P]. 湖北�。篊N110416361A,2019-11-05.
[7]方艷艷,向萬(wàn)春,方世璧,林原. 一種懸掛強(qiáng)電負(fù)性離子官能團(tuán)的離子液體聚合物及其制備方法與應(yīng)用[P]. 北京市：CN102234354B,2014-04-16.
論文專著：
代表性論文：
26.Wanchun Xiang*, Junye Pan, Qi Chen, In Situ Formation of NiOxInterlayer for Efficient n-i-p Inorganic Perovskite Solar Cells, ACS App. Energy Mater. 2020, 3, 5977-5983
25.Wanchun Xiang*#, Zaiwei Wang#, Dominik J. Kubicki, Wolfgang Tress, Jingshan Luo, Daniel Prochowicz, Seckin Akin, Lyndon Emsley, Jiangtao Zhou, Giovanni Dietler, Michael Grätzel, Anders Hagfeldt*, Europium-Doped CsPbI2Br for Stable and Highly Efficient Inorganic Perovskite Solar Cells, Joule, 2019, 3, 205-214. (ESI高被引論文和熱點(diǎn)論文)
24.Wanchun Xiang*#, Zaiwei Wang#, Dominik J. Kubicki, Wolfgang Tress, Jingshan Luo, Xueting Wang, Jiahuan Zhang, Albert Hofstetter, Lijun Zhang, Lyndon Emsley, Michael Grätzel, Anders Hagfeldt*, Ba-induced phase segregation and band gap reduction in mixed-halide inorganic perovskite solar cell,Nat. Commun. 2019,10, 4686.
23.Wanchun Xiang*, Wolfgang Tress*, Review on Recent Progress of All-inorganic-Metal Halide Perovskites and Solar Cells, Adv. Mater. 2019, 31, 201902851
22.Qi Chen, Wei Wang, Shengqiang Xiao*, Yi-bing Cheng, Fuzhi Huang, and Wanchun Xiang*, Improved Performance of Planar Perovskite Solar Cells Using an Amino-Terminated Multifunctional Fullerene Derivative as the Passivation Layer, ACS App. Mater. Inter, 2019, 11, 27145-27152
21.Abdelaal Saiyd Abdelaal Ahmed, Wanchun Xiang*, Amiinu Ibrahim Saana, Li Ziying, Ruohan Yu and Xiujian Zhao*, ZnO-nitrogen doped carbon derived from zeolitic imidazolate framework as an efficient counter electrode in dye-sensitized solar cells, Sustainable Energy Fuels, 2019, 3, 1976-1987 (內(nèi)封面文章)
20.Wanchun Xiang*, Anders Hagfeldt*, Phase stabilization of all-inorganic perovskite materials for photovoltaics, Current Opinion in Electrochemistry, 2018, 11, 141-145.
19.Abdelaal. S. A. Ahmed, Wanchun Xiang*, Ziying Li, Ibrahim Saana Amiinu, Xiujian Zhao*, Yolk-shell m-SiO2@ Nitrogen doped carbon derived zeolitic imidazolate framework high efficient counter electrode for dye-sensitized solar cells, Electrochimica Acta, 2018, 292, 276-284.
18.Abdelaal S. A. Ahmed, Wanchun Xiang*, Xiaowei Hu, Chen Qi, Xiujian Zhao*, Si3N4/MoS2-PEDOT: PSS composite counter electrode for bifacial dye-sensitized solar cells, Solar Energy, 2018, 173, 1135-1143.
17.Abdelaal S. A. Ahmed, Wanchun Xiang*, Ibrahim Saana Amiinu and Xiujian Zhao*, Zeolitic-imidazolate-framework (ZIF-8)/PEDOT:PSS composite counter electrode for low cost and efficient dye-sensitized solar cells, New J. Chem. 2018, 42, 17303-17310.
16.Abdelaal S. A. Ahmed, Wanchun Xiang*, Ibrahim Saana Amiinu and Xiujian Zhao*, Carbon black/silicon nitride nanocomposites as high-efficiency counter electrodes for dye-sensitized solar cells, New J. Chem. 2018, 42, 11715-11723.
15.Wanchun Xiang*, Qi Chen, Yiyuan Wang, Meijin Liu, Fuzhi Huang, Tongle Bu, Taishan Wang, Yi-Bing Cheng, Xiao Gong, Jie Zhong, Peng Liu, Xi Yao* and Xiujian Zhao, Improved air stability of perovskite hybrid solar cells via blending poly(dimethylsiloxane)–urea copolymers, J. Mater. Chem. A, 2017, 5, 5486-5494.
14.Xiao Li Zhang*, Wenchao Huang, Anna Gu, Wanchun Xiang*, Fuzhi Huang, Zheng Xiao Guo, Yi-Bing Cheng and Leone Spiccia, High efficiency solid-state dye-sensitized solar cells using a cobalt(II/III) redox mediator, J. Mater. Chem. C, 2017, 5, 4875-4883.
13.Anna Gu, Wanchun Xiang*, Taishan Wang, Shaoxuan Gu, Xiujian Zhao, Enhance photovoltaic performance of tris(2,2’-bipyridine) cobalt(II)/(III) based dye-sensitized solar cells via modifying TiO2 surface with metalorganic frameworks, Solar Energy, 2017, 147, 126–132.
12.Huangzheng Liu, Wanchun Xiang*, Haizheng Tao*, Probing the influence of lithium cation as electrolyte additive for the improved performance of p-type aqueous dye sensitized solar cells, J. Photochem. Photobio. A: Chemistry, 2017, 344, 199-205.
11.Wanchun Xiang,* Joshua Marlow, Peter Bauerle, Udo Bach and Leone Spiccia*, Aqueous p-type dye-sensitized solar cells based on the tris(1,2- diaminoethane) cobalt(II)/(III) redox mediator, Green Chem. 2016, 18, 6659-6665.
10.Wanchun Xiang, Dehong Chen, Rachel A. Caruso, Yi-Bing Cheng, Udo Bach and Leone Spiccia, The Effect of the Scattering Layer in Dye-Sensitized Solar Cells Employing a Cobalt-Based Aqueous Gel Electrolyte, ChemSusChem, 2015, 8, 3704-3711.
9.Cunku Dong, Wanchun Xiang,Fuzhi Huang, Dongchuan Fu, Udo Bach, Yi-Bing Cheng, Xin Li and Leone Spiccia, Angew.Chem. Int. Ed., 2014, 53, 6933-6937
8.Cunku Dong, Wanchun Xiang, Fuzhi Huang, Dongchuan Fu, Wenchao Huang, Udo Bach,Yi-Bing Cheng Leone Spiccia and Xin Li, Nanoscale, 2014, 6, 3704-3711.
7.YangChen, Fuzhi Huang, Wanchun Xiang,Dehong Chen, Lu Cao, Leone Spiccia, Rachel A. Caruso and Yi-Bing Cheng,Nanoscale,, 2014, 6, 13787–13794
6.Wanchun Xiang, Fuzhi Huang, Yi-Bing Cheng, Udo Bach and Leone Spiccia, Aqueous dye-sensitized solar cell electrolytes based on the cobalt(II)/(III) tris(bipyridine) redox couple, Energy Environ. Sci. 2013, 6, 121-127. (封面文章和熱點(diǎn)文章)
5.Wanchun Xiang, Akhil Gupta, Muhammad Kalim Kashif, Ante Bilic, Richard A. Evans, Leone Spiccia and Udo Bach, Cyanomethylbenzoic acid: Novel acceptor for the donor-π-acceptor modular organic chromophores for dye-sensitized solar cells, ChemSusChem, 2013, 6, 256-260.
4.Jeremiah Toster, K. Swaminathan Iyer, Wanchun Xiang, Federico Rosei, Leone Spiccia and Colin L. Raston, Nanoscale,2013, 5, 873-876.
3.Yujian Huang, Wanchun Xiang, Xiaowen Zhou, Yuan Lin, Shibi Fang, Electrochimica Acta, 2013, 89, 29-34.
2.Wanchun Xiang, Wenchao Huang, Udo Bach and Leone Spiccia, Stable High Efficiency Dye-Sensitized Solar Cells Based on a Cobalt Polymer Gel Electrolyte, Chem. Commun. 2013, 49, 8997-8999.
1.Wanchun Xiang, Yanyan Fang, Shibi Fang, Yuan Lin, Polymer metal complex as gel electrolyte for quasi-solid state dye-sensitized solar cells, Electrochimica Acta, 2011, 56, 1605-1610.
會(huì)議論文：
[1]向萬(wàn)春. 組分調(diào)控實(shí)現(xiàn)高效穩(wěn)定鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的制備[C].2021全國(guó)太陽(yáng)能電池材料器件與技術(shù)大會(huì)論文集.2021:47.DOI:10.26914/c.cnkihy.2021.008446.
[2]向萬(wàn)春. 組分調(diào)控對(duì)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池光電性能的影響[C].第二屆全國(guó)光電材料與器件學(xué)術(shù)研討會(huì)摘要集.2021:181.DOI:10.26914/c.cnkihy.2021.007909.
[3]向萬(wàn)春,陳麒,張帆. 一種富勒烯衍生物修飾材料在鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用[C].第四屆新型太陽(yáng)能電池學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集.2017:225.
科學(xué)中國(guó)人報(bào)道：
奏萬(wàn)春：向“陽(yáng)”而生
——記武漢理工大學(xué)硅酸鹽建筑材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副教授向萬(wàn)春
在當(dāng)下追求清潔能源的大背景下，能直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的太陽(yáng)能電池，已經(jīng)形成了相當(dāng)大的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。實(shí)際上，形成如今這種規(guī)模，太陽(yáng)能電池經(jīng)歷了相當(dāng)長(zhǎng)的3個(gè)發(fā)展階段。
荒原或沙漠中的太陽(yáng)能電池板，通常都是用晶體硅材料制成的。不過(guò)想要制造這種高純硅面臨著造價(jià)高、耗能高等難題，這嚴(yán)重制約了主要基于單晶硅的第一代太陽(yáng)能電池的發(fā)展。而相比第一代，以非晶硅、銅銦鎵硒薄膜、碲化鎘薄膜為代表的第二代太陽(yáng)能電池，雖然降低了成本，但效率卻沒有提升，因此性能會(huì)隨著使用時(shí)間的增長(zhǎng)而衰退。而被稱作新概念太陽(yáng)能電池的第三代太陽(yáng)能電池，就是今天的重點(diǎn)，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池。
有趣的是，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中并沒有鈣元素，也沒有鈦元素。它的得名在于其中的吸光層材料：一種鈣鈦礦型物質(zhì)。由于其具有眾多優(yōu)良特性，越來(lái)越多的科研人員對(duì)它青睞有加，將源源不斷的人力、物力投入到相關(guān)研究中，也令鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的巨大魅力逐漸展現(xiàn)在人們面前。武漢理工大學(xué)硅酸鹽建筑材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副教授向萬(wàn)春基于鈣鈦礦薄膜太陽(yáng)能電池，在材料性質(zhì)、器件結(jié)構(gòu)以及大面積制備薄膜太陽(yáng)能電池的工藝研究上不斷前行，并一步步將研究向產(chǎn)業(yè)化方向過(guò)渡。
永無(wú)止境 不斷高攀
教育就好像是一棵樹搖動(dòng)另一棵樹，一朵云推動(dòng)另一朵云，一個(gè)靈魂撼動(dòng)另一個(gè)靈魂的活動(dòng)，老師對(duì)學(xué)生的意義不言而喻，要想讓學(xué)生“信其道”，必先使學(xué)生“親其師”。向萬(wàn)春之所以能進(jìn)入鈣鈦礦太陽(yáng)能電池領(lǐng)域，還得從化學(xué)的大背景說(shuō)起。向萬(wàn)春與化學(xué)的結(jié)緣就源于高中時(shí)期的化學(xué)老師，老師幽默風(fēng)趣的講課方式與生動(dòng)靈活的課堂氛圍讓他一下就對(duì)化學(xué)產(chǎn)生了興趣。在填報(bào)大學(xué)志愿時(shí)他毫不猶豫地選擇了化學(xué)，也暗下決心要成為一名教師�？捎�(jì)劃趕不上變化，大學(xué)期間向萬(wàn)春在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)化學(xué)理論之外，還有機(jī)會(huì)走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室接觸到了有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)。體驗(yàn)到化學(xué)作為一門實(shí)驗(yàn)學(xué)科的魅力之后，向萬(wàn)春心想，要是能繼續(xù)研究化學(xué)中的神奇就好了。于是，在陜西師范大學(xué)畢業(yè)后，他進(jìn)入中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所繼續(xù)延續(xù)與化學(xué)的緣分。
在研究所讀完碩士與博士后，向萬(wàn)春已經(jīng)在化學(xué)領(lǐng)域積累了豐富的研究經(jīng)驗(yàn)，博士畢業(yè)后他來(lái)到中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所工作，學(xué)無(wú)止境，向萬(wàn)春總覺得還有更多的化學(xué)奧秘等待他去探索。于是，工作一年后，他遠(yuǎn)赴澳大利亞莫納什大學(xué)進(jìn)行博士后的相關(guān)工作。這期間，他延續(xù)前期在碩博時(shí)的研究方向，以化學(xué)作支撐，重點(diǎn)進(jìn)行染料敏化太陽(yáng)能電池研究。
3年的博士后工作一晃而過(guò)，回國(guó)后向萬(wàn)春進(jìn)入武漢理工大學(xué)硅酸鹽建筑材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。他介紹，目前實(shí)驗(yàn)室已具備進(jìn)行化學(xué)合成的條件，且與武漢理工大學(xué)復(fù)合材料新技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授程一兵帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)保持著緊密且良好的合作關(guān)系，目前程一兵團(tuán)隊(duì)已有150平方米的萬(wàn)級(jí)超凈間作為電池制備及表征實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)室的大力支持為向萬(wàn)春的研究開了個(gè)好頭，也讓他能夠?qū)⒏嗑ν度氲窖芯恐小?
2016年，向萬(wàn)春與實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)對(duì)p型染料敏化太陽(yáng)能電池（p-DSCs）展開研究。他提到，這對(duì)于大幅提高疊層電池的光電轉(zhuǎn)化效率意義重大。于是，他決定先對(duì)基于水電解質(zhì)的p-DSCs的光電轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性進(jìn)行調(diào)節(jié)。為此，他通過(guò)調(diào)節(jié)水電解質(zhì)pH值的方式，既實(shí)現(xiàn)了半導(dǎo)體工作電極的質(zhì)子摻雜，又改變了電解質(zhì)的氧化還原電位，繼而使p-DSC的光電轉(zhuǎn)換效率得到優(yōu)化。
向萬(wàn)春特別提到，與有機(jī)電解質(zhì)不同的是，這種方法在水電解質(zhì)體系中的效果會(huì)更加明顯。對(duì)此，在效率得到優(yōu)化后，向萬(wàn)春又繼續(xù)研究在不同pH條件下，p-DSCs中電荷在工作電極或電解質(zhì)界面的傳輸和復(fù)合機(jī)理。他通過(guò)研究不同pH值對(duì)器件中工作電極或電解質(zhì)界面處光生空穴的復(fù)合機(jī)制和影響規(guī)律，更全面地了解了電荷在器件內(nèi)部的傳輸機(jī)理，打破了對(duì)基于水電解質(zhì)的p-DSCs界面電荷傳輸行為尚不清楚的局面，為在水電解質(zhì)中的應(yīng)用提供了理論指導(dǎo)。
匠心獨(dú)具 創(chuàng)新求穩(wěn)
太陽(yáng)能電池可謂是筑起了向萬(wàn)春對(duì)科研的不懈追求之路，他是無(wú)數(shù)太陽(yáng)能電池人的剪影，孜孜不倦地耕耘在太陽(yáng)能電池領(lǐng)域，攻克了一個(gè)又一個(gè)核心技術(shù)難題。當(dāng)時(shí)已經(jīng)對(duì)染料敏化太陽(yáng)能電池頗有研究心得的向萬(wàn)春，注意到了太陽(yáng)能電池領(lǐng)域中，一個(gè)雖萌生不久發(fā)展勢(shì)頭卻很強(qiáng)勁的新方向：鈣鈦礦太陽(yáng)能電池。
該電池不僅制作工藝簡(jiǎn)單，發(fā)電成本還很低，鈣鈦礦結(jié)構(gòu)材料從2009年首次應(yīng)用于光伏技術(shù)以來(lái)，光電轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)從3.8%躍升至23.3%，提高了5倍多。但縱使有著許許多多的優(yōu)點(diǎn)，該電池也不是完美的，其不穩(wěn)定性問(wèn)題直到現(xiàn)在都沒有解決。
向萬(wàn)春介紹，在鈣鈦礦中，其有機(jī)組分對(duì)熱很不穩(wěn)定，一旦暴露在高溫下極易揮發(fā)分解，很大程度上決定了鈣鈦礦電池的使用壽命。科研人員雖然已經(jīng)發(fā)現(xiàn)全無(wú)機(jī)鈣鈦礦可從根本上解決穩(wěn)定性問(wèn)題，但別說(shuō)是在高溫下，低帶隙全無(wú)機(jī)鈣鈦礦材料就算是在室溫條件下，也會(huì)自動(dòng)從立方相（鈣鈦礦相）變成正交相（非鈣鈦礦相），繼而會(huì)失去光電活性。
為了找到問(wèn)題的突破口，向萬(wàn)春和瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院的Anders Hagfeldt教授團(tuán)隊(duì)合作，他們將離子半徑較小的銪作為部分鉛的替代品，設(shè)計(jì)了一種新型的基于銪摻雜的CsPbI2Br全無(wú)機(jī)鈣鈦礦材料。銪摻雜不但可以提高CsPbI2Br的相穩(wěn)定性、減小晶粒尺寸、提高成膜質(zhì)量，還可以顯著減小鈣鈦礦太陽(yáng)能電池內(nèi)部的非輻射復(fù)合。設(shè)計(jì)出的新材料可實(shí)現(xiàn)在相對(duì)濕度低于40%條件下鈣鈦礦薄膜穩(wěn)定存在6個(gè)月以上的穩(wěn)定性。經(jīng)驗(yàn)證，由這種新材料制備的無(wú)機(jī)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池具有13.71%的光電轉(zhuǎn)換效率，且在連續(xù)標(biāo)準(zhǔn)光照下具備良好的穩(wěn)定性。成果最近發(fā)表于Cell Press旗下的能源旗艦期刊Joule上。
如今，各個(gè)國(guó)家越來(lái)越意識(shí)到構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展社會(huì)的必要性，因此，盡可能多地使用潔凈能源代替高含碳量的礦物能源是大勢(shì)所趨，太陽(yáng)能作為一種新興可再生能源恰好滿足這個(gè)需求。我國(guó)對(duì)新能源領(lǐng)域極為重視，在2016年發(fā)布的“十三五”規(guī)劃綱要（草案）中就明確寫明：要加快發(fā)展中東部及南方地區(qū)分布式風(fēng)電、分布式光伏發(fā)電。迎著良好的發(fā)展勢(shì)頭，向萬(wàn)春對(duì)今后的研究很有信心。他表示，接下來(lái)的重點(diǎn)是希望能夠在研究之外，也在科研產(chǎn)出上多出些成果，將研發(fā)的一系列新技術(shù)引向企業(yè)得到實(shí)際應(yīng)用，為光伏發(fā)電領(lǐng)域的發(fā)展貢獻(xiàn)自己的力量。
從事太陽(yáng)能電池研究，道阻且長(zhǎng)，但依托武漢理工大學(xué)硅酸鹽建筑材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室這樣良好的科研平臺(tái)，向萬(wàn)春與一代代武漢理工的科研人，始終以服務(wù)國(guó)家需求為己任，潛心研究，默默積累，為不斷壯大的“中國(guó)力量”書寫堅(jiān)定而有力的一筆。
來(lái)源：科學(xué)中國(guó)人 2018年22期
榮譽(yù)獎(jiǎng)勵(lì)：
