近日，机械工程学院青年教师董辉博士以第一作者身份在纳米国际顶级学术期刊nature 子刊《自然·纳米技术》（nature nanotechnology）上在线发表最新研究成果“原位界面工程探究量子点光伏器件的极限性能”（in situ interface engineering for probing the limit of quantum dot photovoltaic devices）。
《自然·纳米技术》的影响因子为33.4，是纳米材料领域的顶级刊物。这项研究成果由董辉博士在博士期间以第一作者主要完成，与东南大学、浙江大学、澳大利亚昆士兰科技大学和加州大学洛杉矶分校等多个单位合作完成，我校为署名单位。该项目得到了国家重点研发计划、国家重大科研仪器设备研制专项、国家自然科学基金、国家“973”计划等项目的共同资助。
该研究首次在电镜里构建了最小尺寸的量子点异质结电池结构，并研究了界面工程对太阳能电池转化效率的影响。此电池结构具有最简单电池结构（如图1a 所示），具有最少的界面缺陷，实现了超高的光电转换效率。为了阐明界面和缺陷对量子点异质结电池的光伏性能的影响，通过原位技术可以精确的移动探针实现界面缺陷的精确调控（图1b），并同时实现了光照下原子级高分辨成像（图1c）以及设计屏蔽系统实现亚皮安超高精度的光电流的测量（图1d），解决了原位光电技术的关键核心技术问题。
（图1 原位量子点异质结太阳能电池的构建及测试）
原位光电技术实现了在纳米尺度上定量的探究量子点太阳能电池的界面缺陷对光电转换效率的影响，并实现了接近理论效率的超高效率。在透射电镜中建立了“纳米实验室”测试平台，并用于原位光电研究，研究结果有助于更好地理解量子点异质结太阳能电池高转换效率的内在机制，有效的指导高效率太阳能电池及其他光电子器件的研究和设计。
董辉博士曾在我校攻读硕士学位，师从长江学者郑学军教授。在东南大学攻读博士学位期间师从长江学者孙立涛教授开展原位电子显微学研究。2018年博士毕业后加入郑学军教授团队，继续从事相关科学研究和教学服务工作，并于2019年获得了国家自然科学青年基金。
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（尹艳辉）