譚海仁

2018.03-至今 南京大學 現代工程與應用科學學院 教授

2015-2018 加拿大多倫多大學 電子與計算機工程系 博士後

2011-2015 荷蘭代爾夫特理工大學 電子工程 博士

2008-2011 中國科學院半導體研究所 材料物理與化學 碩士

2004-2008 中南大學 無機非金屬材料工程 本科 ^[1] 

半導體光電材料與器件、鈣鈦礦太陽能電池及其高效多結光伏器件、硅基太陽能電池、太陽能轉換與存儲。 ^[1]  也研究關注鈣鈦礦光伏疊層電池技術的突破。 ^[8] 

2018年中組部第十四批青年項目

2017年美國MRS秋季會議最佳海報獎

2016年荷蘭科學研究組織(NWO)Rubicon Fellowship

2015年代爾夫特理工大學優秀博士論文(Cum Laude)

2014年世界光伏會議“青年研究員獎”

2013年國家優秀自費留學生獎學金 ^[1] 

2023年5月，榮獲第18屆“江蘇青年五四獎章”。 ^[2-3] 

2024年4月，榮獲第28屆“中國青年五四獎章”。 ^[6-7] 

譚海仁博士的主要研究方向為新型薄膜光伏材料的光電性質研究及高效率薄膜太陽能電池的設計與製備。在鈣鈦礦太陽能電池和硅基薄膜太陽能電池領域開展了較為系統深入的研究，實現了平面型鈣鈦礦太陽能電池、非晶硅/微晶硅疊層太陽能電池以及非晶硅/有機聚合物雜化多結太陽能電池轉換效率的世界記錄。在Science, Nature Communications, Nature Nanotechnology, Nature Energy, Advanced Materials, Nano Letters, JACS, Progress in Photovoltaics 等刊物發表論文40餘篇，引用1900餘次。目前主要研究方向為半導體光電材料與器件、鈣鈦礦太陽能電池及其高效多結光伏器件的材料開發與器件設計。

此前，高效率的鈣鈦礦電池一直依賴高温(~500oC)製備的介孔電子傳輸層，但高温工藝製備較複雜且無法用於需要低温製備條件的柔性器件和疊層器件。可全低温溶液法制備的平面型鈣鈦礦太陽能電池具有製備工藝簡單、能耗小、成本低、用途廣等優點，備受研究者關注。然而與高温介孔器件相比，受限於電荷傳輸層與鈣鈦礦界面缺陷態密度高、界面結合力較弱，導致低温平面鈣鈦礦電池效率較低、工作穩定性較差。鑑於此研究背景，譚海仁博士提出了界面氯原子接觸鈍化原理和技術。通過選擇反應源與反應溶劑，在低温條件下製備表面包覆氯原子配體的TiO2納米晶，並利用極性合適的共混溶劑體系，促使納米晶在加工溶劑中高度分散並保留表面氯原子配體。理論計算結果表明，界面氯原子能有效地抑制TiO2/鈣鈦礦界面的深能級缺陷生成，並顯著提高電荷傳輸層與鈣鈦礦層界面結合力。基於界面氯原子接觸鈍化技術，我們成功製備了高效穩定的基於全低温工藝的平面型鈣鈦礦太陽能電池(Science 2017, 355, 722-726)。經權威第三方認證機構(Newport Corporation)認證的轉換效率(小面積器件20.1%、大面積器件19.5%)為此前報道的平面型鈣鈦礦電池的世界最高值。該技術具有工藝簡單、可全低温溶液法制備、器件在工作條件下穩定性好等優勢，為實現印刷製備柔性器件及構築高效疊層電池提供了技術支持。

設計和製備高性能的陷光結構同時不會影響電池的電學性能(開路電壓和填充因子)，是國際上薄膜硅太陽能電池領域亟待解決的關鍵技術難點。譚海仁博士首次提出將微米尺度的寬口徑絨面透明電極應用於微晶硅太陽能電池(Appl. Phys. Lett. 2013, 103, 173905)，解決了微晶硅電池中開路電壓和填充因子隨厚度增加迅速下降的科學難題;通過開發製備高透光性的新型p型納米晶硅氧窗口材料，獲得了同時具有高開路電壓和優異短波長光電響應的寬帶隙非晶硅太陽能電池(Solar Energy Mater. Solar Cells 2015, 132, 597-605);此係列工作為實現高效率的多結太陽能電池提供了研究基礎。基於此，進一步設計和構築了微米-納米多尺度絨面結構的新型陷光前電極，實現了世界最高轉換效率14.8%的非晶硅/微晶硅雙結疊層太陽能電池(Prog. Photovolt.: Res. Appl. 2015, 23, 949-963)。鑑於此項突破，在2014年底召開的第6屆國際光伏會議上申報人被邀作專題報告，並榮獲青年研究員獎(Young Researcher Award)。在多結硅基薄膜電池中，微晶硅吸光層厚度是非晶硅層的10倍左右，厚的微晶硅層在某種程度上增加了製備時間和能耗成本。利用吸光極強的紅外光敏有機太陽能電池替代較厚的微晶硅結，將薄膜硅和有機光伏材料兩者結合，構築了具有寬光譜吸收的超薄雜化多結太陽能電池。通過非晶硅材料的能隙調節和引入陷光結構，實現子電池間的光電流匹配，獲得了13.2%轉換效率的非晶硅/有機聚合物雜化多結電池(Adv. Mater. 2016, 28, 2170-2177)，屬於同類型雜化多結器件報道的最高值。該工作為開發下一代低成本、高效率的多結太陽能電池提供了新的思路和方向。 ^[1] 

他深耕光伏，多次創造全鈣鈦礦疊層電池轉換效率世界紀錄，五項疊層電池世界紀錄被收錄，成果入選2022年度中國科學十大進展，在世界範圍內實現光伏電池技術彎道超越。他面向“雙碳”目標和人民生活需求推動成果轉化，實現全球首條全鈣鈦礦疊層光伏組件研發線投產並即將量產。他誨人不倦，指導學生先後在國際頂級科研期刊上發表論文30餘篇，獲“互聯網+”大學生創新創業大賽江蘇省一等獎，助力光伏產業創新和人才發展。

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