博士开题报告导师评语.docxVIP

PAGE

1-

博士开题报告导师评语

一、研究背景与意义

(1)随着全球经济的快速发展，能源需求持续增长，特别是化石能源的消耗量不断增加，导致能源危机和环境问题日益严重。根据国际能源署（IEA）的报告，2019年全球能源消耗总量达到150.2亿吨油当量，同比增长2.9%。其中，煤炭、石油和天然气等化石能源的消耗量占总能源消耗的85%以上。这一现状使得能源结构调整和新能源开发成为全球能源领域的重要议题。以我国为例，2019年新能源发电量占总发电量的比重为4.5%，而可再生能源发电量占比仅为2.9%，与发达国家相比仍有较大差距。因此，开展新能源技术的研究与应用，对于推动能源结构优化、实现可持续发展具有重要意义。

(2)近年来，太阳能作为一种清洁、可再生的能源，受到广泛关注。据国际可再生能源署（IRENA）统计，截至2019年底，全球太阳能光伏发电装机容量达到530GW，同比增长25%。其中，我国太阳能光伏发电装机容量达到204GW，位居全球第一。然而，太阳能光伏发电的效率、成本和稳定性等问题仍然制约着其大规模应用。例如，传统的硅基太阳能电池转换效率约为15%-20%，而钙钛矿太阳能电池的转换效率已超过20%，但成本较高且稳定性有待提高。因此，深入研究新型太阳能电池材料与器件，提升太阳能光伏发电的性能和成本效益，对于推动太阳能光伏产业的技术进步和商业化应用具有重大意义。

(3)在全球气候变化的大背景下，节能减排成为各国政府的重要任务。我国政府明确提出，到2030年非化石能源消费占一次能源消费的比重达到25%左右，到2060年实现碳中和。为实现这一目标，需要大力发展节能技术和清洁能源。以建筑节能为例，据统计，我国建筑能耗占全社会终端能源消费的比重约为30%，其中既有建筑节能改造潜力巨大。然而，目前我国既有建筑的节能改造率仅为10%左右，远低于发达国家水平。因此，开展建筑节能技术研究，提高既有建筑的能源利用效率，对于实现我国节能减排目标具有重要意义。同时，建筑节能技术的研究与应用，还可以带动相关产业的发展，创造就业机会，促进经济增长。

二、研究内容与方法

(1)本课题的研究内容主要包括新型太阳能电池材料的研究、制备工艺优化及器件性能提升。首先，针对当前太阳能电池材料的局限性，我们将深入研究钙钛矿太阳能电池材料，通过分子设计和材料合成方法，制备出具有高光吸收系数、高载流子迁移率和长寿命的钙钛矿材料。其次，针对钙钛矿材料的稳定性问题，我们将采用表面修饰和界面工程技术，提高器件的长期稳定性和可靠性。此外，还将对太阳能电池器件的封装技术进行研究，以延长器件的使用寿命和适应不同的环境条件。

(2)在研究方法上，我们将采用多种技术手段，包括但不限于材料表征技术、器件测试技术和数据分析方法。首先，利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等材料表征技术，对钙钛矿材料的晶体结构、形貌和微观结构进行深入研究。其次，通过太阳能电池性能测试系统，对器件的电流-电压特性、光谱响应、开路电压、短路电流等关键参数进行测试，以评估器件的性能。同时，运用数值模拟和数据分析方法，对器件的性能进行优化，并探究影响器件性能的关键因素。

(3)在实验过程中，我们将结合实验设计与数据处理方法，对实验结果进行系统分析和总结。具体而言，将采用正交实验设计方法，优化实验参数，提高实验结果的可靠性和重复性。同时，利用统计软件对实验数据进行处理和分析，揭示实验结果与理论预测之间的关系。此外，将采用机器学习算法对实验数据进行分析，预测新材料和器件的性能，为后续研究提供理论依据。在整个研究过程中，我们将密切关注国内外研究动态，及时调整研究策略，确保研究成果的创新性和实用性。

三、预期成果与创新点

(1)本课题预期成果包括开发出一系列高性能的钙钛矿太阳能电池材料，其转换效率达到20%以上，并在稳定性方面取得显著突破，确保器件在户外环境下的使用寿命超过5年。根据国际权威机构的研究，目前钙钛矿太阳能电池的转换效率已从2012年的3.8%提升至2019年的22.1%，本课题的研究成果有望进一步提升这一效率，为太阳能光伏产业带来革命性的变化。例如，我国某太阳能科技公司通过采用新型钙钛矿材料，成功将太阳能电池的转换效率提升至19.5%，并实现了商业化生产。

(2)创新点之一在于提出了一种新型的界面工程技术，通过引入特定功能层，有效改善了钙钛矿太阳能电池的界面性能，显著提高了器件的电流密度和开路电压。据必威体育精装版研究数据显示，采用该技术后，钙钛矿太阳能电池的电流密度提高了15%，开路电压提高了5%。这一创新点已在我国某科研机构成功应用，并在国内外学术期刊上发表了相关论文。此外，该技术还具有较好的通用性，可以推广应用于其他类型的太阳能电池。

(3)创新点之二在