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【西安晚报】马伟团队:走在聚合物太阳能电池研究前沿
来源:西安晚报 日期 2019-01-17 16:47 点击:

全球经济增长所引发的能源消耗达到了空前的程度,传统的化石能源是人类赖以生存的保障,可是如今化石能源不仅在满足人类日常生活需要方面捉襟见肘,其燃烧所排放的温室气体更是全球变暖的“罪魁祸首”。于是,环保、可再生的太阳能电池就成为缓解能源与环境危机的不二选择。太阳能电池中的一位“娇子”——聚合物太阳能电池,在特殊用途上具有明显优势,它质量轻、成本较低、可制成柔性器件。“但它的发展面临着巨大的瓶颈,光电转化效率不够高、电池稳定性也不够强。”西安交通大学材料学院教授、博士生导师马伟说,他所研究的核心正是这个难题。

从“光杆司令”到“超级战队”

近日,记者在西安交通大学见到了这位80后学者。他介绍说,他研究的是有机光电子材料,这是一个新兴的交叉学科。目前从化学角度合成新的材料用以提高光电转化效率的研究众多,但这条研究途径无法从根本上解释光电转化高效的机理。而他恰恰要迎难而上,通过物理方法解释新材料的结构与性能关系。

刚到西安交大的时候,马伟就遇到了“拦路虎”——没有实验室、没有团队,也没有学生。于是,他只能凭着自己满腔的热情和顽强的韧劲,从零开始。很快,在学校与学院的大力支持下,马伟就把实验室组建起来了。但是,在马伟来之前,西安交大并没有聚合物太阳能电池形貌表征的研究方向,也就不存在现成的配套课程教学。于是,马伟就从实验技能训练、知识框架的基础讲授开始,逐步带领学生走进这一新领域。在马伟的精心指导下,学生很快就掌握了研究的基础与方法,并取得了丰硕的研究成果。其中,一位本科生在毕业设计阶段的研究成果成功发表于影响因子达16.146的国际著名期刊《先进能源材料》。

如今,马伟的团队已从当初只有他这个“光杆司令”,发展成为由学校青年拔尖人才、新讲师、博士后、研究生、本科生等不同学历梯度成员组成的一支强大的“超级战队”。从2015年组建团队至今,虽然时间不长,但团队却紧扣行业发展的脉搏,走在了聚合物太阳能电池研究的前沿。今年,马伟团队在新型掺杂聚合物太阳电池协同形貌优化方面就取得了很大的进展,他们分析了旋涂和刮涂制备的薄膜的形貌特性,制备了非富勒烯有机太阳能电池器件,在使用更少量高沸点添加剂的情况下,在空气中刮涂获得了比旋涂成膜更好的器件性能和更好的器件稳定性,这项工作为今后有机太阳能电池大面积制备提供了重要指导。

从失败的“博士生”到“学术带头人”

回忆起过去,马伟说自己不是一个成功的博士生,因为他在读博阶段取得的成果很少,众多的科研成果都是他博士毕业以后才取得的。马伟把读博期间的自己比作弹簧,逆境比作压力,“虽然弹簧不断地被向下压,但是我也在不断积蓄着能量。”马伟的博士研究方向是同步辐射表征,而他真正感兴趣的却是有机光电子材料。他一直都在思考,能否将同步辐射表征技术与有机光电子材料研究相结合,形成新的交叉方向?为此马伟常常失眠。在当时,阻碍聚合物太阳能电池发展的困难是缺少合适的工具将分子取向表征出来,而在马伟设想中的同步辐射表征技术正是这个恰到好处的工具。马伟说,正当他想要一展拳脚时,却发现在读的法国巴黎第六大学的实验条件无法满足他的实验需求,这让他一度陷入迷茫。很多人便开始劝说马伟放弃这条路,但他不愿服输。于是,他顶着压力坚持研究,后来在美国从事博士后研究时,终于有了可以实现设想的实验条件,“弹簧”也终于找到了释放能量的出口。

马伟这种不愿服输的韧劲,也被他带到了团队中。去年11月,团队新进了很多实验设备,但学生却没有相关的实验经验,只能从重复论文的实验起步,有段时间团队的重复实验总是失败。但马伟坚信,这只是黎明前的黑暗,曙光一定会到来。在马伟的带动下,团队不断地调整器件制备方案,坚持不懈地分析问题、查找原因,最终取得了实验的成功。

“如今西安正在打造‘硬科技之都’,硬科技这一西安原创概念走向国家话语体系给我们注入了新的动力,作为西安交大人,在未来的道路上,激活硬科技创新力量,发展硬科技创新产业,是我们义不容辞的责任。”马伟说。

原文刊于西安晚报2019年1月16日07版

报道链接:http://epaper.xiancn.com/newxawb/html/2019-01/16/content_365126.htm?div=-1

文字:西安晚报 马相
编辑:腾飞工作室 汪桂桢

 
 
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