近日，我校2023級物理學專業碩士研究生李泳嘉在導師張樹芳教授的指導下，于鈣鈦礦太陽能電池這一國際前沿研究領域取得系列創新成果，并以第一作者分別在國際權威期刊《Chemical Engineering Journal》（一區TOP）和《Small》（二區TOP）《Applied Surface Science》（二區）《Journal of Materials Chemistry C》（二區）發表四篇高水平學術論文，這一系列成果為解決該領域面臨的效率、穩定性及環境安全性方面的難題提供了有效解決方案。
鈣鈦礦太陽能電池被譽為下一代顛覆性光伏技術，具有成本低、效率高的巨大潛力，但其商業化進程一直受限于器件的長期穩定性以及鉛泄漏環境風險。李泳嘉同學的研究工作，構思巧妙，形成體系，從不同角度提出了創新性解決方案。
仿生智能界面：為電池穿上“防護網”。李泳嘉巧妙地將一種常見的氨基酸——谷氨酸引入到電池的電子傳輸層。這種分子能在特定條件下自動聚合，形成一張穩固的“分子網絡”。這張網不僅能“修補”材料界面的缺陷，提升電池的效率和壽命，更能在電池意外損壞時，像“安全網”一樣牢牢抓住鉛離子，極大降低了鉛泄漏的風險，為環境安全上了一道“智能保險”。
多功能添加劑：一舉多得的“性能優化師”。李泳嘉在研究中使用了一種“聰明”的多功能聚合物添加劑。它在鈣鈦礦結晶過程中扮演了“導演”的角色，利用其兩親特性，引導晶體生長得更大、更規整，從而顯著減少了內部缺陷。同時，它自身的特殊結構還能形成疏水屏障，增強電池的耐濕性，并同樣具備固定鉛離子的能力。這種“一石三鳥”的策略，簡單有效地提升了電池的效率、穩定性和環境友好性。
天然植物萃取：構建“雙保險”環保防線。李泳嘉創新性地將天然植物馬齒莧中提取的有效成分用于界面修飾。該天然分子不僅能優化薄膜質量、提升性能，其固有的鉛結合特性還能有效固定鉛。研究進一步構建了“界面修飾層+生物封裝層”的雙保險機制，將鉛泄漏量抑制到遠低于安全標準的極低水平，為開發真正“綠色”的太陽能電池提供了可持續的解決方案。
導電螯合劑：協同提升性能與安全。李泳嘉將一種多功能導電螯合劑引入SnO2電子傳輸層，該多功能導電螯合劑如同一名“多面手”，不僅能改善SnO2薄膜的質量、鈍化其表面缺陷，還能像“錨”一樣幫助上層的鈣鈦礦生長得更均勻。更值得一提的是，其本身具有導電性，在提升界面電荷傳輸效率的同時，其螯合特性還能在器件生命周期內原位固定鉛離子，實現了效率、穩定性與環境安全性的協同提升。（物理與光電工程學院 通訊員：張永杰）
