研途之旅|姜显园：新型薄膜太阳能电池的探路者

姜显园 物质学院2016级硕博连读研究生

本科：青海大学

毕业去向：留校博后

在校荣誉：博士研究生国家奖学金，上海科技大学优秀共产党员、上海科技大学三好学生

科研成果：共同作者文章13篇，其中第一和共一作者文章6篇：《Nature Communications》、《Joule》、《JACS》、《Accounts of Materials Research》、《Chemical Communications》、《Frontiers of Optoelectronics》，总被引800多次；三篇高被引文章，其中一篇入选杂志评为“2020年Nature Communications化学和材料科学50强文章”。

1. 我为什么来上科大读博？

2015年暑假，我去了许多城市，包括武汉、厦门、广州、上海，保研选择上海是因为气候更加舒适些，而且离我家（浙江）也近。我联系了上海5所高校和研究所，最后选择了上科大，有三个原因：

1）重要的原因是研究生宿舍，发现居然是标间，这条件太香了，看完照片我就想来了。

2）研究生面试形式很特别，当时我在青海大学，上科大采用网络远程面试，非常先进，不用我从青海跑上海，这给我增加了极大的好感，觉得上科大很有活力、不拘传统。

3）在当时的联系的几个学校老师中，只有宁志军老师和我进行了电话沟通，充分的交流使我认识到了上科大老师很有责任心，并且科研资源非常优越。

宿舍照片（来源：网络）

2. 读博最大的收获是什么？

眼界、世界观的改变。本科我是机械学院的，学的是传统的金属材料加工，而博士期间的研究方向是纳米材料与光电器件的制备，从宏观跨向了微观，需要学习很多基础知识。在研一，我学了量子力学、固体物理、半导体器件物理，后来陆续又学了几遍，逐渐从确定世界观转变为概率世界观。

上科大的很多资源和宿舍一样，令人心旷神怡，让我的研究生生活如鱼得水。既有丰富的硬件设施资源，又有充沛的学术活动“软件”资源。上科大经常邀请组织知名学者甚至诺奖获得者做讲座和报告、学院定期举办国际会议、邀请各领域的权威人士做讲座，这些会议开阔了研究生的眼界，我也积极报名活动志愿者，在服务的同时，能和大牛学者零距离接触，聆听行业前沿信息，快速提升自己的认知水平。

2017年‘STAR’会议志愿者照片

上科大的老师都很nice，博学多识，交流无障碍，能和各领域内的资深学者面对面学习交流，受益匪浅；上科大的仪器设备很先进，学校小而精，人均资源多，表征不排队，基本都能自己上手操作；上科大毗邻上海同步辐射光源，去做实验比较方便，记得第一次使用同步辐射光源做实验的激动和自豪；未来，上科大将牵头建成硬X射线自由电子激光，希望自己有机会见识一下，感受下顶级光子科学的魅力。

2018年赛默飞公司的XPS培训照片

3. 主要研究项目是什么？

33%），并且原料环保，具有商业前景。2016年宁老师提出了低维钙钛矿太阳能电池这个课题，非常佩服他的前瞻性眼光，并且他对这个课题给予充分的指导。从2017年开始，我接手廖宇勤师姐的课题，当时她首先发表了低维锡钙钛矿结构太阳能电池的工作¹，效率为5.9%。后面几年，我和团队中其他成员一起通过高质量钙钛矿晶体生长、钙钛矿薄膜纳米梯度结构构筑、器件界面能带结构的方法匹配等方法，将这种太阳能电池效率不断提升：2018年效率9.4%、2020年效率12.4%、2021年效率14.6%，在这领域我们课题组持续保持领先水平^2-4。除了效率的提升，在2021年刚发表的JACS封面文章中⁴，我们提出了一种一步法制备前驱液的方法，降低了核心原料99%的成本，如果未来这种电池能产业化，那么这种方法将大幅度降低电池成本，提高商业竞争力。

锡钙钛矿太阳能电池效率发展图

综述封面图片

基于四年的研究经验，我写了一篇锡钙钛矿太阳能电池的综述，发表在Accounts of Materials Research（《材料研究述评》）期刊上⁵，并被选为封面文章，是创刊后的下载量排名前20文章。AMR期刊是上科大和美国化学会（ACS）创办的期刊，我们的工作是第一篇上科大的研究人员发表在AMR期刊上的文章，对我来说有特殊的意义。

JACS封面文章图

4. 有什么科研经验？

稻盛和夫在《干法》这本书里写过：工作的结果 = 思考方式×热情×能力。我非常喜欢这个公式，因为用了乘法，只要其中一个因子是0，那么结果就是0。因此，为了得到好的科研结果，需要不断修正自己的思考方式、保持自己的热情、努力提高自己的能力，缺一不可。

5. 为什么留校博后？

虽然博士毕业了，但对这个领域还有一些想法，想继续向前走一走，希望再次突破知识边界，踩出一条路。

宁志军副教授

寄语

显园有很强的求知欲，他的本科专业学的是传统的金属材料，到上科大之对把物理与化学的知识进行了系统深入的学习；显园有很强的探索精神，锡钙钛矿太阳能电池的问题很多，显园勇于挑战难度大的课题方向；显园有很强的好奇心，喜欢尝试新东西，并勤于思考和总结；显园具有很强的团队意识和奉献精神，喜欢和队友讨论合作。这些因素加在一起，造就了显园这几年非常成功的博士生涯。这些锻炼也为他以后的科研打下了坚实的基础，希望显园在科研道路上越走越远，在新型薄膜太阳能电池这一方向上踏出一条阳光大道。

参考文献：

1.Liao, Y., et al., HighlyOriented Low-Dimensional Tin Halide Perovskites with Enhanced Stability andPhotovoltaic Performance. J Am Chem Soc, 2017. 139(19): p. 6693-6699.

2. Wang, F., et al., 2D-Quasi-2D-3DHierarchy Structure for Tin Perovskite Solar Cells with Enhanced Efficiency andStability. Joule, 2018. 2(12): p. 2732-2743.

3. Jiang, X., et al., Ultra-highopen-circuit voltage of tin perovskite solar cells via an electron transportinglayer design. Nat Commun, 2020. 11(1): p. 1245.

4. Jiang, X., et al., One-StepSynthesis of SnI2-(DMSO)x Adducts for High-Performance Tin Perovskite SolarCells. J Am Chem Soc, 2021, 143(29), 10970–10976.

5.Jiang,X., et al., Tin Halide Perovskite Solar Cells: An Emerging Thin-FilmPhotovoltaic Technology. Accounts of Materials Research, 2021. 2(4):p. 210-219.

供稿|姜显园

排版|张启洋

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