人物专访丨浙江大学何海平教授——明星材料钙钛矿的产业化之路

2022年是光伏元年，钙钛矿作为非常有潜力的光伏材料，也在继续收获着各大资本的关注热度。本期卓立汉光《视点前沿》栏目组邀请到来自浙江大学材料科学与工程学院，一直从事氧化锌、卤化物钙钛矿等半导体发光材料与器件研究的何海平教授，做客我们的直播间，为大家分享钙钛矿在明星材料光环下的产业化发展趋势。

浙江大学何海平老师（左）与北京卓立汉光北京卓立汉光仪器有限公司副总经理董磊（右）
 

致力于半导体光电研究的院士课题组

何海平教授来自浙江大学材料科学与工程学院叶志镇院士课题组，叶院士课题组主要从事半导体光电薄膜的研究。何海平老师的研究方向则为从事氧化锌、钙钛矿这些半导体的发光材料器件，主要致力于把科研成果转化成实用型的产品，从实验室走向应用终端。

以应用为导向，钙钛矿可持续收获资本及研究热度

钙钛矿作为近年来迅速发展的新型半导体光电材料，已经在科研界火了很长一段时间，是什么原因让它可以保持如此高的关注度呢？何海平老师从2013年进入钙钛矿领域，至今已有近十年的有科研经验。他认为，钙钛矿是从光伏开始热门起来的，而今年是钙钛矿的光伏元年，各大资本对钙钛矿特别关注，钙钛矿也非常有希望走向产品化。何老师主要从事钙钛矿发光的研究，钙钛矿作为LED显示材料，其发光效率也在短短的几年内突飞猛进，达到90%以上，寿命也有很大的提升。所以何老师还是比较看好钙钛矿良好的应用前景，他认为钙钛矿在科研界热度应该还能继续维持。目前的瓶颈*主要的还是稳定性问题，因为钙钛矿本身在环境中，比如光照和电场下具有不稳定性，所以近年有大量研究工作在如何改善稳定性能上，目前已经有了一些解决方案。在发光性能方面也有很好的进展，从*开始的器件只能点亮几秒钟。几分钟，到现在的几百甚至超过一万小时。谈到实际应用，何老师说虽然把实验室中结果，应用到具体的器件和放大到批量生产中，还是有很长的路要走， 但是他们对此充满希望。

积极搭建科技成果转化的桥梁，布局钙钛矿新型显示应用战略

钙钛矿发光材料的产业化，*早之前是北京理工大学的的钟海政老师，通过成立公司去推进产业化的发展。而在去年何老师课题组的叶院士到浙大新成立的温州研究院担任院长，在此机缘下成立了温州研究院，初衷也是为了科技成果的转化搭建桥梁，温州市政府也特别支持。他们也成立了浙江锌芯钛晶科技有限公司，锌芯钛晶专注于钙钛矿发光新材料与先进显示应用产品开发，研发低成本、高性能的主动发光显示屏产品。目前产品涵盖钙钛矿量子点材料、荧光粉、扩散板、LED显示阵列等，致力打破钙钛矿材料的技术壁垒，为下一代显示技术提供关键材料与元器件。何老师介绍道：“我们主要有两个方面的应用，第一个是光致发光，即光转换器件，更长远的方向是要把LED做进去。当然还有很长的路要走，这一年多来我们也在持续努力，也取得不错进展，包括把钙钛矿量子点放大到十升量级，相当具备可大规模制备的能力，合成出来的量子点的发光效率依然能在90%以上。热稳定性和光稳定性都较之前有很大提升，在叶院士带领下，我们也算是较早把发光产品推向应用的团队。”
 

浙江大学温州研究院
 

超快寿命成像研究，从科学层面解决实际应用的问题

何海平老师研究的钙钛矿材料，在大电流注入下经常会涉及俄歇复合问题，钙钛矿还有放大自发辐射（ASE）的效应，俄歇复合的寿命和激射的寿命都是非常短的，大约在几十皮秒左右甚至更短。此外课题组还有老师在做宽禁带半导体，发光寿命也在也几十皮秒到百皮秒之间。为了满足研究的需求，去年温州研究院成立温州市光电及纳米材料重点实验室之后，何老师从卓立汉光公司购买了一套搭建了条纹相机的超快显微荧光寿命成像系统，用于超快过程的机理研究。关于这套系统，何老师这么说，“我们在钙钛矿研究中会碰到俄歇复合问题，而实际的LED在工作地时候，它的效率和工作寿命都可能与俄歇复合过程有关，所以需要我们从科学上先去理解，才能从实际上去解决它。” 
 

浙江大学温州研究院超快时间分辨显微光谱系统
 

因仪器而结缘，对国产仪器的更多期待

何老师与卓立汉光公司的缘分始于2006年，不论是购买光谱仪还是后来自己搭建光谱设备过程，都与卓立汉光的工程师们进行着密切的合作，对我们的产品质量和服务都有长时间的体验。何老师评价说，“卓立汉光确实是国内做得很不错的公司。卓立致力于要做很好的国产仪器，这个目标非常好，尤其是在目前的国际形势下。国内仪器的技术水平已经上来了，价格也相对亲民，另外在采购的程序上国产仪器简便很多，无需报关申请免税。对于一些新成立的研究机构，没有免税的资质，所以还买不了进口仪器。而在后期的维护和服务上，国产设备的服务和响应更快，为科研带来更大的便利。我们也非常希望国产设备能尽快做得越来越好，让我们的科研也能受益更多。”

结束语

正如何老师所说，科技成果产业化还有很长的道路要走，但是他们已经搭建好了桥梁。我们也相信，在叶院士和何老师团队的努力下，进行科技成果转化的浙江锌芯钛晶科技有限公司的发展会越来越好，高性能的钙钛矿显示产品也会离我们越来越近。

何海平老师简介

何海平：浙江大学材料科学与工程学院教授、博士生导师，半导体材料研究所副所长。1998年获中国科技大学材料物理学士，2004年获中国科技大学凝聚态物理博士。2004年进入浙江大学材料学院工作至今，期间于2009-2010年赴香港城市大学作访问学者。

一直从事氧化锌、卤化物钙钛矿等半导体发光材料与器件研究，近年来主持国家基金面上项目、浙江省基金等多项课题，作为子课题负责人参加国家自然科学基金重大集成项目、浙江省重点研发计划等。迄今发表SCI论文200余篇，包括Nature Communications、Science Advances、Advanced Materials等**期刊。论文被SCI他引5300余次, H因子43。3篇论文被Small、J. Mater. Chem. C等选为封面文章。授权中国发明 **近10件。作为主要成员获浙江省科学技术一等奖2项。担任Nature, Advanced Materials, Materials Today等**期刊审稿人，任Coatings期刊编委。