材料科学与工程

朱城

  • 所在学科:材料科学与工程
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教育和工作经历

1.2026-至今,北京理工大学,前沿交叉科学研究院,长聘副教授,博导

2.2021-2025,北京理工大学,前沿交叉科学研究院,预聘助理教授,硕导

3.2015-2021,北京理工大学,材料科学与工程,直博

4.2011-2015,安徽工业大学,材料成型与控制工程,学士

主讲课程

1.研究生全英文课程《光电材料与器件》

2.徐特立学院本科生课程《创新实验课》

3.校级慕课《材料科学基础》

研究方向

1. 研究方向一:太空极端环境下钙钛矿太阳能电池失效机理与寿命分析

2. 研究方向二:人工智能驱动的钙钛矿太阳能电池稳定性调控与制备技术

3. 研究方向三:面向空天应用的钙钛矿光伏系统适配性与空间验证技术

团队介绍

依托前沿交叉科学院陈棋教授/院长领衔的能源光电子团队平台,本人主导开展空天光伏技术的全链条研究。面向卫星太阳翼、临空浮空器和长航时无人机等空天平台的能源需求,聚焦空天光伏在极端服役环境下对能量转换效率与长期稳定性的极致要求,系统开展有机-无机杂化钙钛矿半导体材料设计、高效率高稳定太阳能电池制备、空天环境适配性与在轨验证全链条研究,突破钙钛矿光伏“效率-稳定性”协同提升核心瓶颈,解决空天光伏器件在强辐照、高低温交变、超高真空环境下的长期服役难题。



主要科研成就:

1.核心技术突破:提出应变调控、晶面择优、非晶阻挡三项稳定性强化策略,单结钙钛矿电池最高效率超 27%,稳定器件通过 GJB7392-2011 军用标准多项严苛测试,充分验证空间环境高可靠性。

2.空天应用贯通:相关成果在国家级临空、太空平台完成材料与器件的临近空间暴露、在轨空间环境验证,实现从基础机理到应用实证的全链条贯通。其中具有代表性的神舟二十三叠层电池搭载任务于2026年5月被央视新闻重点报道。http://news.cctv.com/2026/05/23/ARTICST4sibyynEN514WD5Jk260523.shtml

3.科研项目积累:主持国自然基金青年、面上项目、国家科技重大专项载人航天空间科学与应用项目子课题等项目,承担航天科技三院、上海复享光学等横向技术开发项目;参与科技部国家重点研发计划、JKW项目等。

4.学术与标准成果:以第一/通讯作者(含共)在Nature photonics、Nature Communications、Science Advances、Joule、Advanced Materials、ACS Energy Letter、ACS Nano等国际高水平期刊中发表多篇SCI论文。依托北理工牵头制定国内首批钙钛矿电池标准2项,参与5项国家及行业标准制定工作。

5. 设备开发与检测平台:与上海复享光学联合开发了准费米能级分裂(QFLS)测试设备,建立薄膜光伏缺陷态定量表征平台。

论文

以第一/通讯作者(含共)刊发的部分代表论文:

1. Cheng T, Zhang Y, Xu Z, Zhu C*, Qi Chen* et al. Atomically dense Sb2O3 interlayer for highly stable perovskite photovoltaic modules[J]. Nature Photonics, 2026: 1-9.

2. Zhu C, Niu X, Fu Y, et al. Strain engineering in perovskite solar cells and its impacts on carrier dynamics[J]. Nature communications, 2019, 10(1): 815. (单片被引超1000次)

3. Zhu C, Wang C, Zhang P, et al. Topochemical assembly minimizes lattice heterogeneity in polycrystalline halide perovskites[J]. Joule, 2023, 7(10): 2361-2375.

4. Xiao M, Yuan G, Lu Z, Zhu C*, et al. Engineering Amorphous–Crystallized Interface of ZrNx Barriers for Stable Inverted Perovskite Solar Cells[J]. Advanced Materials, 2023, 35(30): 2301684.

5. Hao T, Zhang P, Chi C, Zhu C*, et al. Transparent Anti‐Icing Moiré‐Film Enhancing Photovoltaic Stability in Extreme Cold Climates[J]. Advanced Materials, 2025, 37(39): 2507034.

6. Hou M, Zheng W, Cui Y, Zhu C*, et al. Mitigating Photothermal‐Induced Burn‐In in Perovskite Solar Cells via a Multidentate Phosphonic Acid Polymer Network[J]. Advanced Energy Materials, 2026: e71159.

7. Zhang Y, Pei F, Zhu C, Zhu C*, et al. Thermo‐Mechanically Robust Inverted Perovskite Solar Cells Toward Extreme Environments[J]. Advanced Functional Materials, 2026, 36(48): e75697.

8. Zhang P, Zhu C*, Su W, et al. Carrier dynamics of facet‐dependent heterogeneous interfaces in high‐performance perovskite solar cells[J]. Advanced Functional Materials, 2025, 35(27): 2422783.

9. Zheng G, Zhu C, Ma J, et al. Manipulation of facet orientation in hybrid perovskite polycrystalline films by cation cascade[J]. Nature communications, 2018, 9(1): 2793. (共同一作)

10. Zai H, Su J, Zhu C, et al. Sandwiched electrode buffer for efficient and stable perovskite solar cells with dual back surface fields[J]. Joule, 2021, 5(8): 2148-2163. (共同一作)

11. Zhu C, Wang X, Li H, et al. Stress compensation based on interfacial nanostructures for stable perovskite solar cells[J]. Interdisciplinary Materials, 2023, 2(2): 348-359.

12. Du Q, Zhu C, Yin Z, et al. Stacking effects on electron–phonon coupling in layered hybrid perovskites via microstrain manipulation[J]. ACS nano, 2020, 14(5): 5806-5817.

13. Hu X, Zhu C, Zhang W, et al. Strain release of formamidinium-cesium perovskite with imprint-assisted organic ammonium halide compensation for efficient and stable solar cells[J]. Nano Energy, 2022, 101: 107594.

14. Liu N, Xu F, Jing J, Zhu C*, et al. Amidinium-Enhanced Charge Dissociation in Homogeneous Quasi-2-Dimensional Perovskite Solar Cells[J]. Energy Material Advances, 2025, 6: 0187.

15. Yao H, Xiong Y, Zhou C, Zhu C*, et al. Metastability-driven burn-in in perovskite and organic solar cells[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2026: 100307.

16. Qi M, Jin L, Yao H, Zhu C*, et al. Recent progress on electrical failure and stability of perovskite solar cells under reverse bias[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2025, 41(8): 100088.

17. Zai H, Zhu C, Xie H, et al. Congeneric incorporation of CsPbBr3 nanocrystals in a hybrid perovskite heterojunction for photovoltaic efficiency enhancement[J]. ACS Energy Letters, 2017, 3(1): 30-38.

18. Cheng C, Zhu C, Huang B, et al. Processing halide perovskite materials with semiconductor technology[J]. Advanced Materials Technologies, 2019, 4(7): 1800729.

19. Deng Y, Liu X, Jiang L, Zhu C*, et al. Regulation of Sensitized Phosphorescence in Two-Dimensional Lead Bromine Perovskites by Tuning Excited-State Interactions[J]. The Journal of Physical Chemistry Letters, 2024, 15(44): 11162-11169.

主持项目

1. 国家自然科学基金青年科学基金项目(C类),主持.

2. 国家自然科学基金面上项目,主持.

3. 国家科技重大专项载人航天空间科学与应用项目,子课题负责人.

4. 横向技术开发:准费米能级分裂光电检测设备的研发及应用研究,主持.

5. 横向技术开发:前沿光电技术研究,主持.

6. 科技部国家重点研发计划,可再生能源项目,骨干。

专利

1.朱城, 陈棋, 戚洺瑄, 徐子鹏. 一种具有优异反向偏压稳定性的钙钛矿太阳能电池及其制备方法, 2024-05-31, 中国, CN202410701304.4.

2.陈棋, 朱城, 白阳. 一种微纳米岛状碳酸盐薄膜、制备方法及钙钛矿太阳能电池, 2022-12-20, 中国, CN202211209041.2.

3.聂志华, 王沿东, 李高强, 朱城. 一种提高FeGa合金磁致伸缩性能的方法, 2018-10-30, 中国, CN201611078322.3.

获奖

2025 材料人优秀青年科学家

2025 院级学科交叉人才培养教育教学成果二等奖

2021 北京理工大学最高奖学金徐特立奖学金

年度汇报

期刊eScience、Exploration青年编委

期刊Nature、Nature energy杂志独立审稿人

中国光伏行业协会钙钛矿标准专题组委员

中国能源研究会钙钛矿产业技术专家

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招生专业

材料科学与工程、化学、物理等相关专业