浸大通訊

物理學明日之星解開可再生能源的密碼

2023年4月28日

鈣鈦礦是一類具有巨大節能潛力的晶體，有人甚至稱之為「神奇原料」。鈣鈦礦太陽能電池具有吸光特性，可以像報紙一樣通過溶液印刷而輕易製成薄膜，因而可以用於製造輕薄便攜的高性能太陽能電池板，只要有日照便能發電。簡而言之，它為可持續能源帶來了重要的解決方案。

然而，鈣鈦礦的化學性質並不穩定，成為其商業化的主要障礙。世界各地的研究人員一直努力希望能突破此障礙，以提高電池的穩定性，使其成為可行的一種潔淨能源。

獲「香港博士研究生獎學金計劃」資助的物理學博士生郝明偉女士一直與物理系助理教授周圓圓博士合作，希望能解決以上問題。他們共同發現了一種甚少人討論的薄膜微觀結構特徵，對提高鈣鈦礦太陽能電池的可靠度和性能起關鍵作用，有助鈣鈦礦太陽能電池投放於太陽能電池板等可再生能源的應用之中。

他們的發現對鈣鈦礦日後的商業化具有重要意義。相關發現已在國際材料學著名期刊《先進材料》（Advanced Materials）的「明日之星」（Rising Star）系列中發表。該系列僅限受邀文章，旨在展示世界知名青年學者在其獨立科研生涯早期階段的傑出工作。

優次有序

作為這一突破性發現的功臣之一，明偉坦言項目的複雜性是她面對的最大挑戰：「我使用的實驗技術需要很高水平的技術能力，因此我額外花時間鍛煉和完善我的實驗技能，並不斷尋求周博士的指導。此外，博士生經常面對的另一挑戰是時間管理，由於我需要兼顧做實驗、參加課堂和研討會、擔任助教、撰寫論文等許多工作，訂立一個仔細的時間表，並按其排列工作的先後次序非常重要，而事實亦證明，這個良好習慣十分奏效。」

明偉熱愛物理學，因而從内地來到香港，希望借助香港提供的國際經驗和學術機會，發展其科學事業。「周博士是我的博士導師，也是世界知名的鈣鈦礦專家。他經常和我討論我的實驗計劃，在我遇上問題時總是及時協助。他也很着重訓練學生的獨立思考，讓我們以跨學科思維解決問題。周博士的團隊很友善，協作氣氛濃厚，成員間總會互相幫助。需知道研究生往往要承受很大壓力，如果沒有強大的支援，身心健康可能會受影響，所以我覺得自己很幸運。」

選擇學科時要忠於自己

完成鈣鈦礦研究項目後，明偉現正在美國交流。她向希望有意攻讀博士學位的同學們提出三點建議：「首先，確保你對所選的研究方向真正感興趣。攻讀博士學位需要進行大量的研究工作，如果對研究主題沒有濃厚興趣，很難維持動力來完成學位。」

「其次，要努力工作，全情投入。過程中難免會遇上挫折和挑戰，但如果能堅守目標，最終必能實現。」

最後，明偉特別強調：「最重要是保持工作與生活的平衡。雖然你應該努力工作，投入必要的時間和精力，但切記要照顧好自己，避免過勞，要確保有充分休息，閑暇時從事自己喜歡的興趣或活動，並和朋友和家人相處。你要保護自己的身心健康，就像保護實驗室内的實驗和研究發現一樣！」