电子科技大学能源科学与工程学院刘明侦

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刘明侦，电子科技大学教授，博士生导师，第十二批国家青年人才入选者。2012年在英国剑桥大学工程制造中心以剑桥大学荣誉硕士研究生毕业。2012年加入牛津大学光伏光电研发中心，在Henry James Snaith教授与Michael Johnston教授的指导下，两年完成了博士学位。2013年9月，其首篇基于有机铅卤钙钛矿平面异质结太阳电池的论文在Nature上发表，Google 学术目前引用量已超过3200次，成为钙钛矿太阳能电池领域内他引次数最高的三篇论文之一。目前已在Nature、Energy & Environmental Science、Materials Horizons、Journal of Physical Chemistry Letter等国际知名期刊发表多篇高质量学术论文。
人物履历
2008年09月，英国布里斯托大学电子电气工程专业学习；
2011年07月，获得一等学士学位；
2011年10月，英国剑桥大学工程院就读工业系统制造及管理工程专业研究生；
2012年07月，获得荣誉硕士学位；
2012年09月，英国牛津大学光电光伏研发中心，攻读博士学位；
2015年03月，毕业获得牛津大学博士学位；
2018年01月，电子科技大学材料与能源学院副院长。
四川省妇联兼职副主席。
社会活动
2012年12月，刘明侦成为了英国埃塞克斯妇女儿童救援中心的志愿工作者，通过对英国妇女儿童救援的财政使用、机构状况的深度分析，为该中心做了一份报告，报告证明该中心对妇女儿童的救济能帮助政府节约开支。这份报告为英国埃塞克斯妇女儿童救援中心申请到了所需的数十万英镑救援资金。
2015年10月10日，正式成为电子科技大学百人计划入选者，签订协议到电子科技大学微电子与固体电子学院工作 。
2016年01月，入选第十二批国家青年项目。同年7月牵头成立了“应用化学研究中心”。
研究领域
刘明侦教授会以以下几个方向作为研究重点和发展方向：
(1) 重视基础前沿科学研究，积极探索当前钙钛矿太阳能电池谜团
(2) 突破国内现有传统太阳能电池瓶颈，实现与新一代薄膜电池叠加新技术
(3) 以钙钛矿材料为基础，实现新材料在更广泛光学器件上的应用
刘明侦教授保持着同英国众多知名高校及企业有长期密切合作，依托单位电子科技大学是在中国顶尖电子器件应用技术的研究单位，刘明侦教授拟继续开展对新材料在光学器件的应用研究，深入理解并发展光学器件理论，利用在材料制备、器件设计、实验平台搭建等优势，目标开发出一系列新型高效的光学元件，在创新型新材料和新器件的研究方面做出高水平研究工作。

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报告人：刘明侦
题 目：新型钙钛矿材料制备及其光伏性能探索
时 间：2019年3月2日（星期六） 8:30
地 点：国家纳米科学中心 南楼2层会议室


报告人简介：刘明侦，电子科技大学教授，博士生导师，第十二批国家青年人才入选者，第二十二届中国青年五四奖章获得者。2011年获得英国布里斯托大学学士学位，2012年获得英国剑桥大学硕士学位，同年加入牛津大学Henry J. Snaith组攻读博士学位，于2015年底归国。其代表作是2013年9月发表于Nature的首篇基于有机铅卤钙钛矿平面异质结太阳电池的论文，Google 学术目前引用量已近5000次，成为钙钛矿太阳电池领域内单篇他引次数位列前茅的重要学术论文之一。目前主要聚焦新型钙钛矿材料的气相生长，维度调控，光伏性能以及稳定性的研究。现已在Nature、Energy & Environmental Science、Advanced Materials、Materials Horizons等国际知名期刊发表多篇高质量学术论文。此外，牵头主持国家重点研发计划“纳米科技”青年项目，国家自然科学基金等多项前沿科研项目。

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电子科技大学刘明侦教授团队进一步探索了合成所谓‘HPbI3’这一方法的机理。他（她）们将氢碘酸（HI）溶液加入溶解有碘化铅（PbI2）的二甲基甲酰胺（DMF）溶液中，利用常规方法合成了被普遍认为是‘HPbI3’的前驱体材料。通过详细的表征阐明了目前对该材料可能存在的认识误区，并讨论了其产物对钙钛矿薄膜及太阳能电池器件性能的影响。

在论文中作者利用一系列表征方法（原位热重-傅里叶红外光谱联用分析（in-situ TG-FTIR）、核磁共振氢谱（1H-NMR）等）深入分析了产物的组成成分以及内部有机物的分子结构。结果表明粉末产物中含有溶剂DMF在酸性条件下的水解产物二甲基胺碘盐（(CH3)2NH2I，简称DMAI）,这一水解产物可与PbI2反应最终形成DMAPbI3晶体（而非常规认识的‘HPbI3’）。通过进一步分析DMAPbI3在钙钛矿薄膜结晶过程的反应机理，研究了DMAPbI3的含量对钙钛矿薄膜形貌、缺陷态密度、稳定性以及器件光电性能的影响，最终制备出稳定高效的CsxDMA1-xPbI3钙钛矿太阳能电池。相关的研究成果以题为“Unveiling property of hydrolysis-derived DMAPbI3 for perovskite devices: composition engineering, defect mitigation, and stability optimization” 发表在Cell出版社iScience期刊上。

电子科技大学材料与能源学院为论文第一单位，刘明侦教授为通讯作者。

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电子科技大学刘明侦教授带领课题组通过设计不同烷基链长的有机间隔阳离子（丁铵离子CH3(CH2)3NH3+，BA；辛铵离子CH3(CH2)7NH3+，OA；十二铵离子CH3(CH2)11NH3+，DA），深入探讨了烷基链长对二维锡基钙钛矿薄膜的晶体生长取向以及相分布的影响，揭示了薄膜中Sn2+氧化过程与烷基链长的密切联系。通过掠入射广角X射线散射（GIWAXS）发现：短链的有机间隔阳离子更利于生长晶体取向度高的二维锡基钙钛矿薄膜；当随烷基链长增加，晶体生长取向性逐渐无序化。光致发光光谱（PL）进一步研究表明，当激发光分别从锡基钙钛矿薄膜正、反面照射时，含不同烷基链长的钙钛矿薄膜在垂直衬底方向上显示了非均一的相分布。其中短链阳离子对应的薄膜在顶部表面呈现n=4的相，在靠近衬底底部显示n=2的相，而长链阳离子对应的薄膜相分布明显趋于无序化。XPS进一步揭示：短链阳离子合成的高取向薄膜晶体体相中Sn2+被氧化的程度低；反之，长链阳离子生长的无序化薄膜晶体体相中Sn2+的氧化严重。UPS能级结构分析表明：短链阳离子生长的有序结构抑制了Sn2+的氧化，结果P型特性较弱，而链长增加，薄膜中Sn2+氧化严重，费米能级更靠近价带，显示更强的P型半导体特征。相关的研究成果以题为“Effects of Alkyl Chain Length on Crystal Growth and Oxidation Process of Two-Dimensional Tin Halide Perovskites”发表在ACS出版社旗下ACS Energy Letters期刊上。电子科技大学材料与能源学院为论文第一单位，刘明侦教授为唯一通讯作者。

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电子科技大学材料与能源学院刘明侦团队采用分步蒸镀法制备了高质量的Cs2AgBiCl6双钙钛矿薄膜，并且将其作为紫外吸收层，制备了高选择性且稳定的紫外探测器件。相关结果以”Vapor-Deposited Cs2AgBiCl6 Double Perovskite Films toward Highly Selective and Stable Ultraviolet Photodetector”为题，发表在Advanced Science（DOI: 10.1002/advs.201903662）上。

       在该论文中，研究者采用分步蒸镀法制备了化学计量比平衡、高结晶性以及形貌均匀平整的Cs2AgBiCl6双钙钛矿薄膜，并且进一步制备了具有高选择性紫外响应的稳定紫外光电探测器。通过精细地调控CsCl、BiCl3和AgCl蒸发源的沉积比例，同时系统地探究薄膜退火温度、薄膜结晶性和薄膜表面形貌三者的相互作用关系，获得了致密均匀、结晶性高的Cs2AgBiCl6双钙钛矿薄膜。进一步，优化电子与空穴传输层，制备了紫外光电探测器。器件展现出在紫外光UV-A区域的高选择性探测性能（探测波长370nm，半高宽为67 nm），响应度达到10 mA•W-1，探测率达到1012 Jones。并且，器件具有良好的光强线性响应性能和优异的稳定性。器件在外部环境下放置123天，没有出现性能衰减。该工作制备的Cs2AgBiCl6双钙钛矿紫外探测器，其性能超过了目前先进的TiO2、SnO2和GaN等紫外探测器，奠定了双钙钛矿光电器件未来的发展基础。
       作者相信双钙钛矿材料将在探测领域有着巨大潜力，蒸镀法将为双钙钛矿光电器件的发展开辟一条新的道路。该论文第一作者为电子科技大学材料与能源学院硕士研究生王铭，通讯作者为电子科技大学材料与能源学院刘明侦教授。论文得到国家重点研发项目、国家自然科学基金项目、四川省青年科技创新研究专项等项目的资助。