浙大29岁美女博导，2篇Science后，再发Nature！

来源丨材料学网

2023年6月21日，薛晶晶与西湖大学王睿、加利福尼亚大学杨阳及瑞士洛桑联邦理工学院Mohammad Khaja Nazeeruddin）以共同通讯的身份在Nature在线发表研究论文题为“Oriented nucleation in formamidinium perovskite for photovoltaics”，该研究报告了一种新的甲脒铅碘钙钛矿取向成核方法：该机制可以帮助避免不良相的存在（可以带来更好的结晶度、更低的缺陷，也意味着更高的光电效率和更强的稳定性），并提高光伏器件在不同薄膜加工场景下的性能。

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-023-06208

实验室所制备的小面积钙钛矿太阳能电池器件

值得一提的是，王睿教授和薛晶晶教授是两名“93后”博导，均师从杨阳教授再细看他们的履历，会发现两个人的学术经历更多相似之处：

他们都曾就读于美国加州大学洛杉矶分校，是该校教授杨阳门下同级的博士研究生。2021年度福布斯中国30Under30榜单发布，在科学和医疗健康30人名单里，两人双双入选。此外他们还在2022年分别登上了《麻省理工科技评论》全球“35岁以下科技创新35人”和亚太区“35岁以下科技创新35人”榜单。

王睿图源：西湖大学

薛晶晶图源：浙江大学

在导师杨阳教授的实验室，王睿和薛晶晶就已经成为了完美的科研搭档。他们曾经共同合作发表了两篇备受科学界关注的《科学》论文。最近，他们合作完成了第三篇业界瞩目的《自然》论文，这也是他们两个人成为独立PI后的首次“双剑合璧”。杨阳教授也感慨，要把工学领域的作品发表在《自然》《科学》这样的主流刊物上，是非常不容易的。然而，这两个年轻人联手合作，却能一次又一次地创造傲人成绩。值得一提的是，杨阳课题组一向以培养高素质人才著称。目前，已经有至少40位青年教授在这里扎根成长，并有多人回国投身工作。

钙钛矿晶体最初的单元称之为“晶核”，原子慢慢聚集长大就成了宏观材料。薛晶晶通过大量的实验数据发现在钙钛矿形成过程的最开始几秒，初始的晶核就具有（100）晶面的取向性，这个取向决定了后面晶体继续生长的方向和最终生成的物相，也决定了钙钛矿的光电转化效率。

钙钛矿薄膜成核及生长的全过程原位监测

“晶核就像一个魔方，有很多个面，将我们所需晶相的（100）面的能量控制到最低，会使得反应都沿着这个能量最低的方向进行。”薛晶晶说，这揭示了一种“取向成核”机制来控制具有光学活性的钙钛矿晶相的产生，“而且我们测试了不同场景下钙钛矿晶体生长方式，发现这个机制在几乎所有的钙钛矿晶体生长模式中都适用。”这给未来进一步调控找到了重要突破口。

专长互补，共闯“钙钛矿”领域

王睿和薛晶晶合作发表的这3篇顶刊论文，都聚焦于钙钛矿太阳能电池领域。

2019年发表在《科学》上的那篇成名作令人印象非常深刻。他们为钙钛矿太阳能电池设计了三个相似的生物碱：咖啡因、茶碱和可可碱，用以研究其对钙钛矿表面缺陷修复的机制。

2019年两人合作发表的《科学》论文

王睿曾在接受媒体采访时透露，这项颇具意义的研究工作始于喝咖啡时的一个笑话。在讨论钙钛矿太阳能电池时，他们玩笑说如果需要咖啡来补充能量，那么钙钛矿会需要咖啡来提高表现吗？这个看似无厘头的玩笑引发了他们的进一步合作，通过分子结构优化，他们甚至发现了茶碱能够更优秀地提升电池性能。这段旅程因为一个玩笑而开始，却为这对青年科学家的合作之旅助力不少。最近，他们完成的另一项工作再次在《科学》杂志上发表。这个惊人的故事充满启示，也展示了科学家的创造力和勇气。

2021年两人合作发表的《科学》论文

他们又拿出了新招，将有机共轭阳离子引入钙钛矿电池的能带边中，使用一种含有芘的有机铵成功提升了电池的效率和稳定性。近期发表在《自然》杂志上的一项研究则彻底颠覆了钙钛矿太阳能电池的“胚胎”结构，通过加入“戊脒”添加剂，研究人员发现了一种新的甲脒铅碘钙钛矿（FAPbI3）取向成核方法，大大提高了电池的晶体结晶程度、光电效率和稳定性，而且适用于所有制备方法和电池大小。研究团队中，薛晶晶与王睿各自专攻不同研究方向，但共同合作却为这项创新性工作打下了坚实基础。幸运的是，两人都在国内的杭州市工作，这为他们之间的合作带来了无限延续的可能。值得一提的是，《自然》论文的第一作者石鹏举，正是薛晶晶和王睿共同培养的博士生。

钙钛矿太阳能电池可以说是光伏领域的一批“黑马”，在不到十年年的时间里，走完了硅电池几十年的发展道路。这背后，其实是钙钛矿这种材料独有的性能优势。

钙钛矿光吸收率比硅高出整整一个数量级，而且有一定的缺陷容忍度。“钙钛矿材料即便不是那么纯净，里面存在一些杂质，光电性质依然能保持得很好，这相较于硅来说就有一定的生产和应用优势。”薛晶晶说。

值得注意的是，这项研究是薛晶晶教授与西湖大学王睿教授（同为93后博导）联手发表的第3篇顶刊！均师从杨阳教授。UCLA杨阳教授课题出了很多重要成果，也培养了很多优秀的人才，桃李遍布海内外（培养出了48个左右的博士毕业生，55个左右的博士后，其中大概有40人成为了高校老师，遍布于世界各地）。薛晶晶有今天的成就，也离不开良师指导和益友帮助。

杨阳教授课题组，在半导体材料与器件方面有着20余年的研究经验，创造了该领域的多项世界纪录。目前课题组具有世界顶尖的有机太阳能电池，钙钛矿太阳能电池的研究团队和实验设备。课题组在Nature, Science, Nat. Mater., Nat. Photon., Nat. Nanotech., Nat. Commun., Chem. Rev., J. Am. Chem. Soc, Adv. Mater. 等著名学术期刊上发表论文500余篇, 所发表论文被引用超140000次。

课题组主页：http://yylab.seas.ucla.edu/

薛晶晶，浙江大学材料科学与工程学院、硅材料国家重点实验室“百人计划”研究员、博士生导师。

2016年9月于南京大学化学化工学院取得学士学位

2020年5月于加州大学洛杉矶分校材料科学与工程学院取得博士学位，师从半导体光电材料与器件领域国际著名学者Yang Yang教授，期间曾赴斯坦福大学材料科学与工程学院崔屹教授课题组访学，博士毕业后在加州大学洛杉矶分校继续博士后研究工作

2021年全职加入浙江大学材料科学与工程学院。目前主要从事金属卤化物钙钛矿光电材料与器件研究

入选国家高层次人才引进计划、《麻省理工科技评论》亚太区“35岁以下科技创新35人” （MIT Technology Review “Innovators Under 35”, Pacific Asian）、福布斯中国30岁以下精英榜（Forbes China 30 under 30）

先后共发表SCI论文40余篇，以第一作者在Science发表2篇！其它Nat. Rev. Mater.、Nat. Photonics、Nat. Energy、Adv. Mater. （2篇）、Joule （2篇）、J. Am. Chem. Soc. （2篇）等期刊发表学术论文近20篇。多篇论文入选ESI热点和高被引论文，成果曾受到包括科学美国人、福布斯等多家国际知名媒体的广泛报道。长期担任J. Am. Chem. Soc., Nano Lett., ACS Nano, ACS Energy Lett.等国际著名期刊审稿人

2019年，薛晶晶（与王睿）以共同一作的身份在Science上发表一篇文章，Constructive molecular configurations for surface-defect passivation of perovskite photovoltaics，发现茶碱可以有效地提高钙钛矿的效率至23%，另外，电池连续工作500小时后保持90%的原始效率。

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浙大29岁美女博导，2篇Science后，再发Nature！

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