5月14日下午,敬文讲堂第270讲在校本部红楼学术报告厅举行。苏州大学物理科学与技术学院院长、国家杰出青年科学基金获得者李亮教授应邀作题为《能量转换材料物理与器件》的专题讲座。本次讲座由敬文书院院长钱振明教授主持。

李教授首先对能量转换材料物理与器件作了简要介绍,随后重点讲解了其团队当前正在开展的四个研究方向:光电探测器、太阳能电池、光分解水和储能电池。
在光电探测器部分,李教授从同学们在高中学过的光电效应出发,深入浅出地解释了光电探测器的基本原理。他指出,目前光探测的应用范围十分广泛,既包括医学成像、光谱遥感等民生需求,也涉及导弹追踪、光电通信等国家战略领域,光电探测器在其中发挥着不可替代的作用。展望未来,李教授强调,应积极响应国家“十四五”规划,围绕实际需求构建光电感知器件的关键技术核心,走“材料为基、应用为引”的技术路线,力求实现器件的高性能与多功能化。

在讲解太阳能电池时,李教授详细介绍了太阳能电池的多种类型及发展历程——从第一代晶硅电池,到第二代薄膜电池,再到当前的新型有机光伏和量子点电池,种类不断丰富。他表示,当前电池的光电转换效率已接近理论极限,未来应朝着超高效、低成本、功能化的方向持续推进。
谈到光分解水技术时,李教授引用科幻大师儒勒·凡尔纳在《神秘岛》中的预言:“水将成为未来的终极燃料”。他介绍了当前科研人员正致力于光催化技术的研究,尝试利用半导体材料模拟叶绿体的光合作用功能,将太阳光用于分解水分子,进而高效地获取氢能与氧气。然而,这一方向仍面临太阳能利用率低、载流子传输效率不足、光谱覆盖范围狭窄等关键技术挑战。
随后,李教授介绍了多种类型的储能电池,并着重分析了目前市场主流的锂离子电池。锂电池虽具备能量密度高、循环寿命长等优点,但由于其内部含有易燃的有机溶剂电解液,存在较大的安全隐患。为此,李教授提出,全固态电池的发展有望从根本上解决这一问题。他还分享了团队在新型氯氧化物非晶态固态电解质材料体系上的研究成果,实现了超快离子传输与稳定持久的电池循环性能。

互动环节,有同学提出电池内部由于材料热膨胀系数不同会引发形变、进而导致开裂。李教授回应道,可通过在电池中引入具有弹性的材料,赋予其“自愈合”能力,以提高结构稳定性。他还与在场师生探讨了能量转换材料与机械材料结合的前景,如开发可穿戴电子设备,通过传感器实现能量获取与转换。李教授鼓励同学们在本科阶段积极拓宽知识面,提升自身的思考与创新能力。
这场讲座内容充实、深入浅出,不仅将前沿科研与现实应用紧密结合,更激发了同学们对材料科学研究的浓厚兴趣。在李教授的精彩讲解下,大家对能量转换材料的科研意义和广阔前景有了更深入的理解,也进一步感受到了材料科学在未来科技变革中的无限可能。