黨的二十大報告指出，要積極穩(wěn)妥推進碳達峰碳中和，實現(xiàn)碳達峰碳中和是一場廣泛而深刻的經(jīng)濟社會系統(tǒng)性變革。北京大學深入貫徹新發(fā)展理念，于2022年設立北京大學必和必拓“碳與氣候”博士研究生未名學者獎學金。該獎項由澳大利亞必和必拓公司（BHP）捐資，旨在資助北京大學科研能力突出、研究工作富有創(chuàng)新性的優(yōu)秀博士研究生從事碳與氣候相關研究。希望此項榮譽能夠激勵北大學子肩負起應對全球氣候變化的使命，積極探索未知世界，開展高水平學術研究，在“碳與氣候”相關領域發(fā)出青年聲音，產(chǎn)出創(chuàng)新成果，為建成人與自然和諧共生的現(xiàn)代化作出突破性貢獻。

李秋陽，北京大學物理學院原子與分子物理專業(yè)2020級博士研究生，師從朱瑞研究員，研究方向為光電材料與器件物理。博士期間獲得北京大學校長獎學金、優(yōu)秀科研獎等榮譽，是2023年北京大學必和必拓“碳與氣候”博士研究生未名學者獎學金獲得者。

雙碳背景下的新型光伏應用

傳統(tǒng)化石能源帶來的環(huán)境污染與碳排放問題日益嚴重，造成了全球氣候系統(tǒng)變暖加速，極端天氣頻發(fā)。作為全球生態(tài)文明建設的重要參與者、貢獻者、引領者，我國做出碳達峰碳中和重大戰(zhàn)略決策，為全球應對氣候變化注入強勁動力。為實現(xiàn)2060年“碳中和”的目標，發(fā)展低碳環(huán)保的新能源技術是我國當前的重要任務之一。作為清潔能源的一種，太陽能資源分布廣泛，取之不盡用之不竭。光伏發(fā)電技術，作為一種重要的新能源技術，可基于光生伏特效應，將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，得到了國內(nèi)外科研界及產(chǎn)業(yè)界的重點關注與大力投入。

自1839年光生伏特效應被發(fā)現(xiàn)，太陽能電池的發(fā)展歷經(jīng)了三代。第一代是研究最早，發(fā)展時間最長的硅基電池；第二代是以銅銦鎵硒（CIGS）、碲化鎘（CdTe）等材料為代表的薄膜電池；第三代則是以鈣鈦礦太陽能電池為代表的新型薄膜電池。經(jīng)過十多年的高速研發(fā)推進，鈣鈦礦單結(jié)電池效率快速攀升至26.1%，接近商業(yè)化硅電池效率紀錄，被公認為目前最有應用潛力的新一代光伏技術。

鈣鈦礦最初是指具有化學式為CaTiO3的礦物質(zhì)，后來用于代表與CaTiO3具有相同晶體構型的材料。而鈣鈦礦電池是以鈣鈦礦型化合物半導體作為光吸收材料制備而成，具有諸多優(yōu)勢，如生產(chǎn)工藝簡單、制備成本低廉、可制成柔性器件等。我目前主要的研究方向是利用鈣鈦礦太陽能電池器件物理的相關知識，進一步提升鈣鈦礦太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。

初窺門徑，勤學苦練

還記得第一次走進實驗室，面對移液槍、手套箱、旋涂儀等實驗設備，我倍感陌生，卻也從此對科研產(chǎn)生了濃厚的興趣。我剛開始制備器件時，鈣鈦礦電池光電轉(zhuǎn)換效率的世界紀錄是25.2%，而我第一次在趙麗宸老師的指導下完成的器件效率是22%，這讓我不由得沾沾自喜，覺得自己離世界紀錄也并不遙遠。然而，我很快就意識到，科研不是一帆風順的旅程，也許是稱量材料時0.5 mg的誤差，抑或是器件退火時間差了兩分鐘，實驗過程中的任何一點細微之處的偏差，都可能造成實驗的失敗。從電子科學與技術的本科專業(yè)轉(zhuǎn)向原子與分子物理的研究生專業(yè)的經(jīng)歷，也讓我對研究生階段的學習多了一絲焦慮。

既定目標，勇毅前行

隨著研究的不斷深入，我逐漸確定了自己的研究課題。鈣鈦礦電池層層堆疊的制備工藝使其具有多個界面。關于上表界面，由于其充分暴露，便于探測的特點，學界對其的理解已經(jīng)較為深入清晰，針對這一界面的鈍化手段也豐富多樣。而埋底界面作為成核結(jié)晶、電荷分離抽取的關鍵界面，被隱埋在吸收層下面，由于其非暴露特性，研究難度大，學界暫時缺乏直接、有效的研究手段。對埋底界面的進一步認知，更有利于學界對器件性能的理解與提升。因此，我針對埋底界面開發(fā)出了一種有效的處理策略，由此制備出的鈣鈦礦太陽能電池獲得了超過25.7%第三方認證光電轉(zhuǎn)換效率，目前處于世界前列。

在未來的研究中，我計劃繼續(xù)深入探索鈣鈦礦太陽能電池埋底界面處理策略，并研究其對電池性能產(chǎn)生影響的物理機制，以進一步提高鈣鈦礦太陽能電池的競爭力。同時，我也希望將我的研究成果轉(zhuǎn)化為實際應用，為社會和環(huán)境做出積極的貢獻。鈣鈦礦太陽能電池領域正處于快速發(fā)展的階段，每年都有新的突破性發(fā)現(xiàn)和技術進步，這使我對未來充滿了期待。我相信，隨著技術的不斷進步和研究的深入，鈣鈦礦太陽能電池將成為清潔能源領域的重要組成部分。通過提高效率、降低成本和提高穩(wěn)定性，這項技術有望在未來幾年內(nèi)實現(xiàn)商業(yè)化，并為解決能源危機和氣候變化問題做出貢獻。

北京大學必和必拓“碳與氣候”博士研究生未名學者獎學金對我來說不僅是一份榮譽，更是一份責任。我將不忘初心，繼續(xù)努力，將這份榮譽轉(zhuǎn)化為更多的科研成果，為社會和科學事業(yè)做出更多的貢獻。我堅信，科研的道路上充滿挑戰(zhàn)，但只要堅持不懈，秉持著熱情和求知的精神，一定能夠走得更遠，取得更多的成就。