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11年前一戰成名

鈣鈦礦三大奠基人”之一，韓國成均館大學Nam-Gyu Park教授，1997年以來，他一直致力于高效介觀結構太陽能電池的研究，因為入局很早，而且基礎扎實，很快在鈣鈦礦領域做出突破，并持續耕耘，不斷突破，所以他被業界公認為是鈣鈦礦領域最重要的三位關鍵科學家之一。

2009年，日本Miyasaka教授把鈣鈦礦帶入光伏領域，雖然效率才3.8%，但是開啟了一個‘時代’，屬于鈣鈦礦材料的光伏時代。

2012年，Nam-Gyu Park教授將鈣鈦礦電池效率快速提升至9.7%，用的是全固態結構，這個工作被認為是里程碑式的工作，目前已經被引用接近8000次！這篇文章發表在Scientific Reports期刊上‘Lead Iodide Perovskite Sensitized All-Solid-State Submicron Thin Film Mesoscopic Solar Cell with Efficiency Exceeding 9%’，期刊雖一般，但是這不影響它即將被引破萬！

抱大腿：值得強調的是，最后第二位作者是光伏領域的超級大佬，Graetzel教授，引用超10萬，找大佬坐鎮除了增加文章實力，還有一種可能就是：鈣鈦礦電池效率是能夠超過量子點電池效率的，這種領域切換的事，有大佬帶著會好些。

這篇文章采用全固態傳輸層材料，引用固態傳輸層Spiro，取代傳統染料敏化太陽能電池中的液態電解質，基于此，制備出全球首個全固態鈣鈦礦太陽能電池，器件效率高達接近10%，使用固態空穴導體顯著提升了器件的穩定性。這篇文章成了未來十年正式結構的奠基石。無論是高效率TiO₂-Spiro組合，還是故意做差TiO₂-Spiro器件，他的文章一直都在被引用。

成名以后，Nam-Gyu Park教授的工作受到了受到了廣泛的關注，他已經在Science、Nature、Nature Materials、Nature Nanotechnology、Nature Energy and Nature Communications等國際著名期刊發表論文幾百篇，最近五年，每年的被引用次數都超過6000次。

小老弟帶著大佬發Science

2023年伊始，鈣鈦礦又上榜Science。這一次算是小老弟Park帶著老牌大佬Graetzel教授飛了，兩位都是通訊作者，Park是主要通訊作者。

鈣鈦礦領域在頂刊領域已經卷到了地獄級別，沒有成熟的‘團伙作案’是很難沖擊頂刊的，需要巧妙的想法、努力的執行博后、團隊高超的表征、優秀的寫手等等。今時不同往日，Park教授也在領域內站穩腳，沖擊Science也是有一定底氣。2023年1月13日，Park教授團隊在Science期刊上發表文章：Unveiling facet-dependent degradation and facet engineering for stable perovskite solar cells。

除了沖擊效率，鈣鈦礦想另辟蹊徑來沖擊頂刊是難上加難，Park教授就成功了：他對比了FAPbI₃鈣鈦礦薄膜不同晶面的降解路徑，發現 (100)晶面比(111)晶面更容易受到水分引起的降解影響。其實，這也不難想，如下圖，(111)晶面比(100)晶面看起來是更加致密的。

作者結合實驗表征和理論計算，發現了不同晶面的降解機制：對于（100）晶面，較長的Pb-I鍵距和容易吸附水，導致δ相變；而（111）晶面的FAPbI₃薄膜具有出色的抗水穩定性，能夠抑制鈣鈦礦相變。

基于上述研究結果，簡單的思路就有了——制備出（111）暴露晶面的鈣鈦礦就能提高穩定性。作者采用環己胺作為添加劑來誘導（111）晶面擇優生長。如下圖，添加環己胺的XRD證實了（111）相比較強，最終提升了器件的穩定性。

除了上面這篇Science大作，Park教授在還有很多正刊大作。

1、Nature：鈣鈦礦實現低劑量X射線成像，有望實現CT自由

每年的CT檢查次數應該盡量少，以減少輻射對身體造成的傷害。但是現在小陽人怕后遺癥，醫院CT都快拍冒煙了。

那么是否可以使用低劑量的輻射，用高靈敏鍍的探測器來實現相同分辨率？這樣身體就不用太擔心輻射傷害。

2017年10月5日，三星公司In Taek Han和韓國成均館大學Nam-Gyu Park在Nature發表了文章：Printable organometallic perovskite enables large-area, low-dose X-ray imaging。

他們采用全溶液生成路線，制備出與單晶相似的形貌和光電性質，比目前商業化的非晶硒或鉈摻雜的碘化銫檢測器的靈敏度至少高一個數量級：在100千伏的輻射源照射下實現11 μC mGy_air^?1 cm^?2的高靈敏度。這種鈣鈦礦檢測器不僅可以實現低劑量X射線成像、降低輻射健康風險，并且還可以用于放射成像。

2、Science綜述：重新思考鈣鈦礦中的A位陽離子

Science綜述是很難發的，下面這篇綜述選題很好，重新思考鈣鈦礦A位陽離子的作用。

2022年2月，在Park教授的組織下，鈣鈦礦的‘三大掌門人’齊聚一堂：成均館大學Nam-Gyu Park、加州大學洛杉磯分校楊陽教授、蔚山科學技術學院Sang II Seok，他們在Science上發表綜述：Rethinking the A cation in halide perovskites。這篇綜述從晶體對稱性、相穩定性性、載流子動力學三個方面重新審視了A位陽離子對鈣鈦礦光電性能的影響。

經過十幾年的沉淀，組分呈現出‘萬劍歸宗’的跡象，潮水退去，大家發現FAPbI₃體系最好。不用過多的修飾，制備方法上的優化能代替摻雜帶來的提升。此外，為了穩定八面體框架，適當加入離子半徑較小的Cs和Rb陽離子，這些離子添加較低溫度下有效地穩定立方相。高溫時，有些A位陽離子的靜態分子會動態變化，值得注意。

作者還貼心地總結了高效率器件所采用的后處理分子，基于下面分子，通過極性、立體化學、配位和鍵合設計，應該能設計出更厲害的表面鈍化分子。

文獻信息

1. https://www.nature.com/articles/srep00591

2.?https://www.science.org/doi/full/10.1126/science.adf3349

3.?https://www.nature.com/articles/nature24032/

4. https://www.science.org/doi/10.1126/science.abj1186

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彪悍鈣鈦礦，后浪疊前浪！11年之后，“小老弟”帶著大佬發Science！

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