负责高效稳定钙钛矿太阳能电池核心功能材料（空穴传输层/界面修饰层）的分子设计与可控制备，主导材料-器件协同优化及量产工艺转化，支撑实验室效率突破与产业化落地。

• 主导新型螺环芳烃类空穴传输材料（HTL）的全流程研发：基于密度泛函理论（DFT）计算筛选23种候选分子，通过Materials Studio模拟分子轨道能级匹配度与缺陷态密度，锁定3种高迁移率（>10⁻³ cm²/Vs）、低HOMO能级（-5.2 eV）的候选结构；采用热蒸发-溶液共蒸复合工艺制备，解决传统旋涂法膜厚均匀性差（偏差>15%）问题，器件最优效率从24.8%提升至26.1%（经NREL认证），相关成果发表于《Advanced Energy Materials》。
• 针对钙钛矿/HTL界面复合损失问题，开发苯基膦酸（PPA）衍生物界面修饰层：通过X射线光电子能谱（XPS）分析界面Pb²+配位环境，优化膦酸基团密度与烷基链长度，将界面缺陷态密度从3.2×10¹⁶ cm⁻³降至8.7×10¹⁴ cm⁻³；结合瞬态光电压（TPV）测试验证，器件非辐射复合损失减少42%，1-sun光照下稳态效率保持率从92%提升至96%。
• 搭建材料-器件快速筛选平台：整合高通量合成（微流控反应器，单日可制备48组材料）、自动化表征（机器人操作UV-Vis/PL/AFM）与机器学习模型（基于1200组数据训练效率预测模型，R²=0.91），将新材料开发周期从6个月缩短至2.5个月，支撑团队年度完成8种新型HTL材料验证。
• 推动1项核心材料进入中试阶段：针对量产需求优化热蒸发工艺参数（沉积速率0.5 Å/s、腔室压力5×10⁻⁵ Pa），解决大面积（200×200 mm²）膜厚均匀性问题（偏差<5%），中试线良率从78%提升至91%，材料成本较进口同类产品降低22%。

聚焦HJT电池透明导电氧化物（TCO）材料优化，解决低温银浆匹配性差、接触电阻高的痛点，支撑电池开路电压（Voc）与填充因子（FF）双提升。

• 主导AZO（铝掺杂氧化锌）TCO薄膜的掺杂工艺优化：通过射频磁控溅射（功率150 W、氧氩比1:20）制备不同Al掺杂浓度（1-5 at%）样品，结合霍尔效应测试与XRD晶面分析，确定3.5 at%为最优掺杂量——载流子浓度提升至2.8×10²¹ cm⁻³，迁移率维持45 cm²/Vs，电阻率降至5.2×10⁻⁴ Ω·cm。
• 解决TCO/银栅线接触电阻问题：利用聚焦离子束（FIB）制备截面样品，通过TEM观察发现Ag晶粒与TCO界面存在氧化层（厚度~2 nm）；引入等离子体处理（Ar/O₂混合气体，功率80 W，时间30 s）去除界面氧化物，接触电阻率从8.5×10⁻⁵ Ω·cm²降至2.1×10⁻⁵ Ω·cm²，电池FF从78.6%提升至80.9%。
• 开发低温TCO制备工艺：针对柔性衬底耐温限制（<150℃），调整溅射气体压力至8 mTorr并增加基片偏压（-50 V），促进TCO薄膜择优取向（(002)晶面占比从65%提升至82%），薄膜电阻率保持6.1×10⁻⁴ Ω·cm（接近高温工艺水平），支撑团队完成柔性HJT电池样品制备（Voc 22.3 mV，效率21.7%）。
• 建立TCO材料数据库：整合12种TCO体系（IZO、GZO、BZO等）的光电参数、工艺窗口与成本数据，构建机器学习模型预测不同衬底/电池结构的最佳TCO选择，模型指导下的新材料验证效率达标率从58%提升至83%。

负责有机太阳能电池（OPV）给体材料的设计合成与性能表征，探索高开路电压（Voc）与高短路电流（Jsc）平衡的材料体系，支撑器件效率突破18%。

• 设计合成新型稠环噻吩给体材料（DTP-T-C8）：采用Stille偶联合成路线，优化锡试剂与卤代物的摩尔比（1:1.2）与反应温度（80℃），将产物纯度从92%提升至98%（HPLC检测）；通过GIWAXS表征确认分子堆积模式为face-on（π-π堆叠间距0.34 nm），电荷传输各向异性因子从1.8降至1.3，Jsc提升至26.5 mA/cm²。
• 解决材料光稳定性问题：通过紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）跟踪光照下分子结构变化，发现噻吩环易发生光氧化；引入甲氧基侧链（-OCH₃）增强电子云密度，抑制自由基攻击，器件在AM1.5G光照100小时后效率保持率从75%提升至88%。
• 开发梯度掺杂受体材料共混工艺：将DTP-T-C8与Y6受体按1:1.5比例混合，通过溶剂退火（氯苯，100℃，10 min）调控相分离尺度至15-20 nm（AFM观测），实现激子有效分离与电荷传输的平衡，器件Voc从1.02 V提升至1.15 V，效率突破18.3%（第三方认证）。
• 搭建OPV材料稳定性测试平台：整合氙灯老化箱（AM1.5G，100 mW/cm²）、阻抗谱（EIS）与荧光量子产率（PLQY）测试，建立“光-热-电”多应力耦合评估体系，筛选出3种长期稳定性（T80寿命>500小时）优于行业标准（T80<300小时）的候选材料。

支教时发现乡村小学因缺乏实验器材，科学课多停留在课本讲解。返校后联合实验室开发出百元级科学实验背包，内含20个基础实验器材。为确保可持续运营，设计配套视频课程与城乡结对系统，并培训132名大学生担任远程助教。项目覆盖9省47所学校后，学生科学兴趣评分提升35%。这段经历教会我用产品思维解决社会问题，当看到孩子们用自制望远镜发现土星光环时，我理解了教育的真谛是点燃可能性。

钢铁厂高温烟气余热梯级利用系统研发及产业化

• 项目背景：国内钢铁行业高温烟气（800-1200℃）余热利用率仅30%-35%，存在能量匹配不合理、耐蚀材料失效、工况波动适应差三大痛点；目标是开发一套“精准梯级利用+长寿命材料+智能调控”的余热回收系统，将利用率提升至60%以上，支撑钢铁企业低碳转型。
• 关键难题与技术：1）高温烟气热量与多类型用能端（发电、预热、制热）的梯级匹配问题；2）烟气中SO₂、H₂S等腐蚀介质下的材料耐久性；3）钢铁厂工况波动（±15%烟气量）下系统效率稳定控制。针对性采用TRIZ功能裁剪理论重构能量流，选用碳化硅增强铝基复合材料（对比镍基合金成本下降30%），开发基于Python的数字孪生实时优化模型。
• 核心行动与创新：牵头组建材料-热工-自动化跨部门团队，主导完成3轮系统仿真（ANSYS Fluent模拟烟气流动与热量传递）、5次中试验证（调整熔盐储能温度阈值从550℃优化至600℃，提升ORC模块发电效率3%）；创新性将“高温熔盐储能+ORC发电+锅炉预热”三级梯级架构落地，解决了传统系统“高品位热量浪费”问题。
• 成果与价值：系统投用后，单套处理10万Nm³/h烟气，年节标煤1.2万吨、减排CO₂3万吨；帮助公司拿下河钢、鞍钢3个项目，累计营收4200万元。主导2项发明专利（“一种钢铁厂高温烟气梯级余热回收系统”“耐蚀碳化硅铝基复合材料制备方法”），发表EI论文《钢铁厂余热梯级利用系统能量匹配优化》；个人获行业协会“2023年度新能源技术创新先锋”。

生物质气化合成气净化工艺优化及装备开发

• 项目背景：生物质气化制合成气（用于燃料电池分布式发电）时，焦油含量高达500mg/Nm³、H₂S达50ppm，远超燃料电池≤10mg/Nm³、≤1ppm的纯度要求；传统净化工艺（布袋除尘+湿法脱硫）存在二次污染、运行成本高的问题，需开发低成本、高效净化方案。
• 关键难题与技术：1）焦油的催化氧化效率低（传统催化剂活性≤50%）；2）H₂S吸附剂的硫容不足（≤15%）；3）工艺集成后的稳定性。针对焦油去除，筛选MnO₂-CeO₂复合催化剂；针对H₂S，优化活性炭负载ZnO的吸附剂配方。
• 核心行动与创新：负责催化剂制备与性能表征（XRD、TEM分析催化剂晶相结构），通过正交试验优化煅烧温度（500℃）、Mn/Ce摩尔比（3:1），使催化剂焦油转化率提升至92%；主导搭建10Nm³/h小试装置，测试不同工况下的净化效果，调整PSA（变压吸附）吸附剂装填比例（活性炭:分子筛=7:3），实现H₂S脱除率≥99.9%。
• 成果与价值：净化工艺成本较传统方案下降25%，装备实现量产并卖出15套，支撑公司拿下江苏某生物质发电项目；参与1项实用新型专利（“一种生物质气化合成气净化装置”），发表核心期刊论文《MnO₂-CeO₂催化剂用于生物质焦油催化氧化的性能研究》；个人技术能力从“单一模块研发”升级为“全流程工艺设计”，成为部门生物质方向核心技术骨干。