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勇攀基礎研究高峰的閃耀“光伏人” ——北理工在讀博士生牛秀秀

發布日期: 2023-03-27 瀏覽量:

初心——源于解決實際問題

牛秀秀于2013年來北京開始求學生涯,在一次學術講座中她了解到,隨著人類社會的快速發展,大量化石燃料的燃燒所帶來的能源枯竭與環境污染問題日益凸顯,這將嚴重制約國家經濟發展,這個報告給她留下了深刻印象,研究開發清潔可再生、可持續發展的能源,在她心靈深處埋下了種子。

這顆種子真正發芽是在2017年,牛秀秀以優異的成績保送至威尼斯8040攻讀碩士研究生,在選擇自己未來的研究方向和導師的時候,她毅然決然選擇了剛從美國加州大學回來的陳棋教授,開始了新型有機無機雜化鈣鈦礦太陽能電池的研究。面對一個新的方向,為了能更快更深入了解領域內的研究現狀,她閱讀大量文獻資料,并撰寫了綜述報告——《太陽能電池的明天》,發表在核心期刊《物理》上,由此開啟了她太陽能電池之旅。為了能夠打下扎實的基礎,她成了實驗室的“常駐人口”,也讓她體會到做科研不僅僅是單純的腦力活動,更需要有付諸行動的執行力和創造力。


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求索——在基礎研究道路上砥礪前行

隨著牛秀秀對自己研究領域的逐步了解,以及導師陳棋教授的循循善誘指導,她對科研興趣愈加濃厚。在進行了文獻調研、掌握了實驗設計能力后,陳棋教授鼓勵牛秀秀獨立承擔課題,在導師引導下她根據smart原則為自己制定短期和長期的科研目標,這為她后期科研生涯奠定了扎實的基礎。獨立承擔課題并開展關鍵問題研究激發了她的科研活力,也堅定了她選擇太陽能電池領域的初衷。碩士二年級的她毅然決然選擇碩博連讀,繼續在陳棋老師團隊進行研究,讓自己有更長時間深入開展研究,并為推動鈣鈦礦太陽能電池的產業化貢獻自己的力量。


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突破
——Science主刊論文兩年連發

2020年9月22日,國家主席習近平在第七十五屆聯合國大會上宣布我國的碳達峰和碳中和的雙碳目標,能源危機和環境污染問題已成為全球亟待解決的問題。太陽能電池的大規模推廣成為未來能源環境問題改善的有效途徑。然而,鈣鈦礦太陽能電池距離真正的走向市場化大規模生產仍然面臨許多“卡脖子問題”。其中最為棘手的是鈣鈦礦薄膜在退火過程對環境依賴性高,這嚴重影響了器件的可重復制備。針對這一問題,牛秀秀及合作者開發了一種鈣鈦礦薄膜退火工藝——液相介質退火,該工藝為高質量、組分空間均一的鈣鈦礦薄膜全天候可重復制備開辟了新途徑。每次在課題遇到瓶頸時,都離不開陳棋老師和團隊的幫助,在導師和團隊不同思維的碰撞下產生了最佳解決方案。2021年7月30日,研究工作以題為《Liquid medium annealing for fabricating durable perovskite solar cells with improved reproducibility》的成果發表在《Science》主刊上。隨后,牛秀秀又將液態介質退火工藝推廣應用在寬帶隙鈣鈦礦太陽能電池,有效縮小了不同組分之間的結晶速率差異,提升了鈣鈦礦薄膜均勻性以及相應器件的光電性能,該研究工作2022年11月18日以題為《Initializing Film Homogeneity to Retard Phase Segregation for Stable Perovskite Solar Cells》發表在《Science》主刊上。



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結語——爭做發光發熱的“光伏人”

牛秀秀一直堅持做最好的自己,“路漫漫其修遠兮,吾將上下而求索”就是她的態度,“千淘萬漉雖辛苦,吹盡狂沙始到金”是她的信念!科研成果不是一蹴而就,而是需要腳踏實地的努力和長時間積累,不僅要腳踏實際,也要在不斷求索的路上“仰望星空”。

目前,牛秀秀將研究方向轉向大面積鈣鈦礦模組制備工藝的研究上,相信在不久的將來,實現太陽能高效率轉化不再是奢望,而是一個觸手可及的目標,而這,需要她和千千萬萬“光伏人”共同努力。她也堅信自己會義無反顧地投身于光伏研究當中,將個人理想追求融入國家和民族的偉大事業中,在能源環境領域做出更大貢獻。


附:牛秀秀簡介

牛秀秀,中共黨員,威尼斯8040材料學院2019級博士研究生。讀博期間發表SCI論文20余篇,其中以第一作者和共同第一作者在《Science》主刊發表論文2,在Nature communication(IF=12.121),Chemical Society Reviews(IF=42.846),Journal of Materials Chemistry A(IF=11.301)等高水平期刊發表論文9篇(累計影響因子超過220分),總引用次數超過2300次,h-index超過16,并申請了兩項國家發明專利。曾獲得國家獎學金、北理工優秀博士論文育苗基金、英國皇家化學學會優秀學術報告獎、研究生特等學業獎學金等,連續兩年獲得威尼斯8040優秀研究生,并獲得學校優秀研究生標兵稱號。



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