赵保丹:破解钙钛矿中隐藏的能效密码

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  2019年12月14日,《麻省理工科技评论》公布了2019年“35岁以下科技创新35人”(Innovators Under 35China)中国区榜单。在本届榜单上,虽然缺失了“创业家”的身影,但是我们看到了许多在具有产业化潜能的领域坚持科研使命的获奖人,也看到更多散布在海外顶尖学术机构的科学家们,用自身不改初心的坚持努力,取得了世界级标竿成就的科研成果,其中有超过半数以上的获奖者,都取得了世界级的突破性研究成果与发现。我们将陆续发出对35位获奖者的独家专访,介绍他们的科技创新成果与经验,以及他们对科技趋势的理解与判断。
  赵保丹是2019年“35岁以下科技创新35人”(Innovators Under 35 China)中国区榜单最年轻的入选者之一。29岁的她目前任浙江大学光电学院百人计划研究员、剑桥大学卡文迪许实验室访问研究员。
  早在1839年,德国矿物学家Gustav Rose就发现了钙钛矿材料,之后以俄罗斯矿物学家Lev Perovski的名字命名。因为首先被发现的钙钛矿材料是钙与钛的复合氧化物(CaTi03),所以中文称其为钙钛矿。如今,钙钛矿已不再特指钙钛复合氧化物,而用来泛指一系列与上述矿物晶体结构相似的材料(化学式通常为ABX3)。

  这类钙钛矿结构材料有着独特的晶体及电子结构,近年来引起了太阳能电池、发光二极管、催化与电催化等领域的极大重视。如果按照材料组分分类,主要包括4大研究方向:高温超导体铜氧化物、钙钛矿氧离子导体、有机无机复合钙钛矿和纯无机钙钛矿;而在后两类材料中,如果其成分包含卤族元素的话,也叫做“卤素钙钛矿”——作为一种新兴半导体材料,它在光电子等多个领域已显现出巨大应用潜力,但其工作时的“量子转化效率”始终是制约发展的关键。
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