2024年9月30日上午，由浙江大学环境与资源学院指导，浙江大学环境与资源学院研博会主办、浙江大学生态文明研究院承办的第七期“青山讲堂”在环资学院B112报告厅拉开帷幕。澳大利亚科学院院士王连洲为本次讲座的特邀嘉宾，带来了一场主题为“Semiconductor Materials for Photoelectrochemical Energy Conversion”的学术讲座。此次讲座聚焦光电化学能量转化中半导体纳米材料的合成、表征和应用。本次活动由浙江大学环境与资源学院环境技术研究所所长吴忠标教授主持，浙江大学生态文明研究院执行院长杨坤教授致辞。
报告从“用于光电催化制氢和生产有价值化学品的材料”和“应对钙钛矿太阳能电池的稳定性和毒性挑战”两个方面进行展开。
报告伊始，王连洲院士通过引入太阳能电池光催化制氢，阐述了太阳能转化为化学能、太阳能转化为电能的优势，表明用于光解水产氢的太阳能电池在未来拥有广阔前景。如今，在光催化产氢成本较高且不够稳定的形势下，寻找合适的半导体材料降低成本、提高效率具有重大意义。
随后，王院士介绍了多种低成本的半导体氧化物在太阳能电池中的应用，通过展示一系列相关实验数据，向大家说明了这些半导体氧化物材料在应用中的效能，相比以往的材料具有很大优势。在证实这些半导体材料更高效的同时，也探究了具有更高效能的原因。比如，在光催化中应用已久的材料，通过插入新成分形成复合材料，与未插入成分的材料相比，其表面形成了内接电场从而提升了光电流。基于此，王院士通过设计设备，在太阳能电池中对光电极加入一个电场使其产生了内接电场，提高了光电转化性能。
接着，王院士将焦点转移到钙钛矿太阳能电池的稳定性和毒性的解决。在太阳能电池的稳定性这一问题上，王院士从外部刺激和内在衰退两个方面着手解决，通过二维钙钛矿作覆盖层、使用防水覆盖层、掺杂应对外部刺激，对于本征衰退(相分离)，则采用缩小尺寸（量子点）的方式来达到其长期稳定的目标。对于解决太阳能电池的毒性，王院士采用将无毒的Sn替换有毒的Pb的方式，加入氧化还原对在Sn-Pb混合在削减毒性的同时实现了电池的稳定和较高的光电转化性能，取得了显著成效。
低成本高性能的钙钛矿太阳能电池的稳定一直是太阳能电池亟待解决的问题，王院士的报告向我们提供了一个解决方案，即通过改进材料和设备的设计，实现太阳能电池稳定性的提高。王连洲院士的报告十分全面、科学且富有前瞻性，他详细展示了材料改进和设备设计对太阳能电池稳定性提高的显著效果，并指出在解决能源转化在效率、稳定性和成本方面的挑战要在材料方面做更多努力，赢得在座老师和同学们的广泛共鸣和热烈掌声。
讲座结束后，与会的老师和学生纷纷围绕低成本高效能的钙钛矿太阳能电池的稳定性问题及材料如何改进和设备怎样设计等学术与技术焦点，与王连洲院士展开了热烈的讨论。王连洲院士耐心地一一解答了同学们的问题，同时分享了自己的研究心得和见解，给同学们提供了宝贵的学术指导和实践建议。
