研究方向一：高性能钙钛矿太阳能电池的研究

能源技术创新是实现工业技术革命的核心。新一代能源技术的发展以智能、绿色、低排放为特征。国家能源发展“十三五”规划指出，能源系统智能化是未来能源领域发展的一个重要趋势。“十四五”期间，智慧能源系统的建设将以高能效为中心，以需求作为导向。钙钛矿太阳能电池凭借制备成本低，工艺简单，轻质及易集成等特性未来在小型化智能电子器件、可穿戴能源器件，建筑一体化光伏，空天光伏等领域有广泛的应用前景。此外，由钙钛矿电池和晶硅/铜铟镓硒等电池技术结合制备的叠层电池可以将吸收范围从紫外区延伸至近红外区（300-1400 nm），从而降低电池的热损耗并大幅度提升电池的光电转换效率。

本项目将选择热力学稳定的钙钛矿材料体系，研发易于放大的钙钛矿薄膜制备工艺，优化钙钛矿单节及叠层电池结构，以降低电池内部的光学及电学损失，提高电池的性能及稳定性。



研究方向二： 高灵敏度钙钛矿基X射线探测器及成像技术的研究

X射线探测技术是现代医学成像技术的核心，应用于骨科，乳腺，牙科等透视以及心血管造影等多种检查，其成像结果是肿瘤，心血管等多种重大疾病确诊，救治的关键依据。然而X射线会对人体造成辐射损伤，损伤程度和X射线剂量直接相关。目前数字化X射线探测器市场被Cannon，Siemens，GE，Thales等公司垄断，国内技术相对落后。国家“十三五”医疗器械科技创新专项规划指出，医学影像领域未来的发展以“融合、动态、无创、高清”为方向。其中X射线成像技术的关键性突破在于实现低辐射剂量，高成像分辨率和高成像速度。近5年来，钙钛矿材料（MAPbBr3，Cs2AgBiBr6等）在X射线探测器的应用研发开始起步。和传统材料（α-Se和CsI(TI)闪烁体）相比，钙钛矿材料吸收X射线能力强，辐照下稳定性好，发光效率高，载流子扩散距离长，同时兼具低温和低成本制备等特点，理论上可以实现低辐射剂量，高成像分辨率和高成像速度的要求。

本项目将深入研究钙钛矿的组分，晶体尺寸，成膜厚度，表界面钝化策略等来提高载流子迁移率寿命积，提高直接型探测器信噪比和灵敏度；并深入理解钙钛矿闪烁体的发光机制，降低光学串扰的影响，提高间接型检测器的空间分辨率。

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松山湖材料实验室（以下简称“材料实验室”）坐落于粤港澳大湾区主要核心城市之一的东莞市，毗邻中国散裂中子源，以中国科学院物理研究所为牵头单位，由东莞市政府、中国科学院物理研究所和中国科学院高能物理研究所共建，于2018年4月完成事业单位注册，2019年6月17日正式开启项目动工，总体规划1200亩，总经费预算约120亿元，首期计划投资经费50亿元，首期基础设施建设周期为2019年-2020年。

       未来将布局前沿科学研究、创新样板工厂、公共技术平台和大科学装置、粤港澳交叉科学中心四大核心板块，形成“前沿基础研究→应用基础研究→产业技术研究→产业转化”的全链条研究模式。定位于成为有国际影响力的新材料研发南方基地、未来国家物质科学研究的重要组成部分、粤港澳交叉开放的新窗口及具有国际品牌效应的粤港澳科研中心。

       材料实验室实行理事会领导下的实验室主任负责制，为广东省事业单位，王恩哥院士担任理事长，汪卫华院士担任实验室主任，赵忠贤院士担任学术委员会主任。