香港城市大学化学系全奖博士招生 | Prof. GUAN

导师简介

如果你想申请香港城市大学 化学系博士，那今天这期文章解析可能对你有用！今天Mason学长为大家详细解析香港城市大学的Prof.GUAN的研究领域和代表文章，同时，我们也推出了新的内容“科研想法&开题立意”，为同学们的科研规划提供一些参考，并且会对如何申请该导师提出实用的建议！方便大家进行套磁！后续我们也将陆续解析其他大学和专业的导师，欢迎大家关注！

教授现任香港城市大学化学系研究助理教授，是新型太阳能电池和光电材料领域的杰出青年学者。教授在材料科学和能源转换技术方面拥有扎实的理论基础和丰富的实践经验，尤其在有机太阳能电池、钙钛矿太阳能电池以及异质结构设计等方面取得了显著的研究成果。根据Scopus数据统计，教授已发表学术论文58篇，总引用次数达3419次，h指数为29，显示了其研究工作的重要性和影响力。

研究领域

教授主要在香港城市大学化学系和超级金刚石及先进薄膜中心(COSDAF)开展教学和研究工作。他的教学领域涵盖有机电子学、光电材料科学和器件物理等方面，并为本科生和研究生提供相关课程指导。根据查询到的信息，他曾担任过本科生导师和研究生指导，并参与了研究中心的管理工作。

教授的研究兴趣主要集中在新型光电材料和器件的设计、制备与性能优化方面，具体包括：

1. 有机太阳能电池：研究有机给体-受体异质结界面的电荷分离机制，开发高效率和长寿命的有机光伏器件。
2. 钙钛矿太阳能电池：探索钙钛矿材料的界面工程、微观结构调控和稳定性提升，发展高效率、长寿命的铅基和无铅（锡基）钙钛矿太阳能电池。
3. 有机发光二极管（OLED）：研究新型有机发光材料和器件结构，提高OLED的发光效率和稳定性。
4. 光电物理过程研究：利用电吸收（EA）光谱等先进表征技术，研究有机和钙钛矿材料中的激子极化率、电荷转移态能量等基础物理过程。
5. 光热治疗与癌症诊断：开发近红外二区（NIR-II）发光材料和纳米粒子，用于癌症光热治疗和诊断。

研究分析

1. 《A-Site Engineering with Thiophene-Based Ammonium for High-Efficiency 2D/3D Tin Halide Perovskite Solar Cells》

发表于《Angewandte Chemie International Edition》(2025年)

该研究聚焦于锡基钙钛矿太阳能电池的开发。研究团队通过在钙钛矿材料A位点引入噻吩基铵离子，成功构建了高效的2D/3D混合钙钛矿相结构。这种结构不仅提高了器件的效率，还显著改善了其稳定性。锡基钙钛矿因其低毒性和理想的带隙能量，被认为是无铅钙钛矿太阳能电池最有前景的候选材料。研究团队通过化学分子设计策略，解决了2D钙钛矿相构建中存在的问题，为发展高性能锡基钙钛矿太阳能电池提供了新思路。

2. 《Non-Fused Conjugated Oligomer with Manipulated Intermolecular Charge Transfer for Highly Efficient Near-Infrared Phototheranostics of Cancer》

发表于《Advanced Functional Materials》(2025年)

该研究开发了一种基于非融合共轭寡聚物的纳米粒子系统，用于高效近红外二区癌症光热诊疗。研究团队通过调控分子间电荷转移过程，实现了近红外二区的强发光和高效光热转换。这种光热诊疗系统在肿瘤诊断和光热治疗中表现出优异的性能，为癌症精准治疗提供了新策略。该研究展示了教授在生物医学交叉领域的研究能力，将光电材料的基础研究拓展到了生物医学应用。

3. 《Perovskite Homojunction Solar Cells by Buried Interface Engineering》

发表于《Angewandte Chemie International Edition》(2025年)

该研究通过钙钛矿埋藏界面工程构建了p-n同质结结构。研究表明，这种同质结结构产生的驱动力能够高效提取电荷载流子，显著提高了器件的光电转换效率，使钙钛矿同质结太阳能电池达到了25.0%的冠军效率。这项工作突破了传统钙钛矿太阳能电池结构设计的局限，为发展高效钙钛矿太阳能电池开辟了新途径。

4. 《19.5% Inverted organic photovoltaic with record long-lifetime via multifunctional interface engineering featuring radical scavenger》

发表于《Nature Communications》(2024年)

该研究针对有机光伏器件长期稳定性问题，通过多功能界面工程设计引入自由基清除剂，成功制备了具有19.5%效率和创纪录长寿命的倒置型有机光伏器件。研究团队通过探究有机光伏器件的光降解机制，发现自由基对器件稳定性的影响，并通过引入自由基清除剂有效抑制了降解过程。该研究为解决有机光伏器件光稳定性问题提供了新策略，对推动有机光伏技术商业化具有重要意义。

5. 《1T′-transition metal dichalcogenide monolayers stabilized on 4H-Au nanowires for ultrasensitive SERS detection》

发表于《Nature Materials》(2024年)

该研究报道了一种基于4H-Au纳米线稳定的1T′-过渡金属二硫化物单层结构，用于超灵敏表面增强拉曼光谱(SERS)检测。这种新型纳米复合材料结合了金纳米线的等离子体效应和过渡金属二硫化物的独特电子结构，实现了高灵敏度分子检测。该研究展示了教授在纳米材料设计和光电器件应用方面的创新能力，为发展高性能光电传感器提供了新思路。

6. 《Evidence on enhanced exciton polarizability in Donor/Acceptor bulk heterojunction organic photovoltaics》

发表于《ACS Applied Materials & Interfaces》

该研究利用电吸收(EA)光谱技术探索了有机给体和给体/受体共混膜中Frenkel激子的极化率。研究首次观察到在添加n型受体后，纯给体中激子态的极化率显著增加。通过研究不同有机半导体材料中的介电效应，研究团队揭示了有机太阳能电池中激子极化率增强的物理机制，为理解有机光伏器件中的电荷分离过程提供了新视角。

项目分析

1. 锡基钙钛矿太阳能电池的研究与开发

教授在锡基钙钛矿太阳能电池领域进行了系统研究，主要解决锡基钙钛矿材料易氧化、稳定性差等关键问题。研究团队通过引入2D/3D混合钙钛矿相结构、设计新型界面材料和优化器件结构等策略，显著提高了锡基钙钛矿太阳能电池的效率和稳定性。该项目的研究成果包括发表在《Angewandte Chemie International Edition》等高水平期刊上的多篇论文，为发展无铅钙钛矿太阳能电池提供了重要的科学基础和技术路线。

2. 有机光伏器件的界面工程与稳定性研究

教授领导的研究团队系统研究了有机光伏器件的界面工程和稳定性问题，重点解决有机光伏器件长期稳定性差的关键挑战。研究发现，界面缺陷和光氧化是影响有机光伏器件稳定性的重要因素。通过设计多功能界面材料，如自由基清除剂和新型电荷传输层，成功提高了有机光伏器件的光热稳定性。该项目的研究成果发表在《Nature Communications》等高水平期刊上，为发展高效稳定的有机光伏器件提供了重要参考。

3. 光电器件中的电荷转移与激子动力学研究

教授在光电器件中的电荷转移与激子动力学研究方面做出了重要贡献。研究团队利用电吸收光谱等先进表征技术，系统研究了有机和钙钛矿材料中的激子极化率、电荷转移态能量等基础物理过程，揭示了影响光电器件性能的关键因素。该项目的研究成果包括发表在《ACS Applied Materials & Interfaces》和《Journal of Physical Chemistry C》等期刊上的多篇论文，为理解光电器件中的电荷分离和传输机制提供了重要科学依据。

研究想法

1. 多功能界面材料的设计与应用针对目前钙钛矿太阳能电池和有机光伏器件中界面失配和稳定性问题，可以设计具有多功能的界面材料。例如，开发兼具电荷传输、钝化缺陷和阻隔水氧的自组装单层材料，或者设计具有温度响应性的界面材料，在高温下形成保护层以提高器件的热稳定性。这种多功能界面材料不仅可以提高器件效率，还能显著改善其长期稳定性。
2. 人工智能辅助材料设计将机器学习和人工智能技术应用于新型光电材料的设计和筛选，建立材料结构-性能关系的预测模型。例如，利用深度学习算法预测不同分子结构的光电性能，快速筛选出具有潜力的候选分子，大大提高材料发现的效率。这种方法可以应用于有机太阳能电池给体-受体材料、钙钛矿材料和界面修饰剂的设计，加速材料创新和器件优化。
3. 全柔性光电器件的开发针对可穿戴电子和物联网应用需求，开发基于柔性基底的高性能光电器件。例如，设计可以在弯曲和拉伸条件下保持高效率和稳定性的柔性钙钛矿太阳能电池或有机光伏器件，解决柔性器件中的关键科学问题，如机械应力对界面稳定性的影响、柔性封装技术等。这种柔性光电器件可以应用于智能服装、便携式电子设备和建筑一体化等领域。
4. 钙钛矿-有机杂化光电器件将钙钛矿和有机材料的优势结合，开发新型钙钛矿-有机杂化光电器件。例如，设计钙钛矿-有机串联太阳能电池，利用两种材料互补的吸收光谱，实现更高的光电转换效率；或者开发钙钛矿-有机杂化发光二极管，结合钙钛矿的高发光效率和有机材料的灵活调控性，实现高色纯度和高稳定性的发光器件。这种杂化器件可以突破单一材料系统的性能限制，开辟新的研究方向。
5. 光电-光热-光催化多功能器件将光电转换、光热转换和光催化功能集成在一个器件中，开发多功能光响应系统。例如，设计可以同时产生电能和热能的太阳能电池-热电耦合系统，或者开发集成光催化功能的太阳能电池，在产生电能的同时降解污染物或分解水产生氢能。这种多功能器件可以提高太阳能利用效率，拓展光电器件的应用场景。
6. 原位表征技术的开发与应用开发适用于光电器件原位表征的新技术和方法，深入研究器件工作过程中的物理化学机制。例如，设计可以在器件运行条件下进行电吸收光谱和瞬态光电流测量的综合平台，实时监测电荷分离和传输过程；或者开发适用于钙钛矿材料的原位X射线衍射和光谱技术，研究材料在光照和电场作用下的结构演变。这些原位表征技术可以揭示影响器件性能的微观机制，为器件优化提供科学依据。

申请建议

1. 学术背景准备

• 专业知识储备：系统学习有机化学、物理化学、材料科学和半导体物理等相关基础课程，特别关注有机电子学、光电器件物理和材料表征技术等领域的专业知识。推荐阅读Jenny Nelson的《The Physics of Solar Cells》和Sam-Shajing Sun的《Organic Photovoltaics: Mechanisms, Materials, and Devices》等经典教材，建立扎实的理论基础。
• 实验技能培养：掌握有机和钙钛矿材料的合成与表征技术，如紫外-可见吸收光谱、光致发光光谱、X射线衍射、扫描电子显微镜等；熟悉光电器件的制备与测试方法，如旋涂、热蒸镀、光电流-电压特性测量等。有条件的话，可以参加相关实验室的实习或科研项目，积累实际操作经验。
• 数据分析能力：熟练使用MATLAB、Origin或Python等软件进行数据处理和分析，掌握光伏器件性能参数的计算方法和结果解释技巧。此外，了解分子模拟和器件模拟的基本方法也会是很大的优势。

2. 申请材料准备

• 研究计划书：根据教授的研究方向，撰写有针对性的研究计划书。计划书应展示你对该领域的了解，特别是对教授最近研究工作的理解，并提出有创新性的研究想法。例如，可以针对锡基钙钛矿太阳能电池的稳定性问题提出新的解决思路，或者探讨界面工程在提高有机光伏器件效率方面的新策略。
• 突出相关经验：在个人陈述中突出与教授研究方向相关的学术背景、研究经验和技能。如果有参与过光电材料或器件相关的研究项目，应详细描述你的贡献和取得的成果。即使没有直接相关的经验，也可以强调你在材料合成、器件表征或数据分析方面的能力。
• 相关论文阅读：详细阅读教授近年来发表的论文，特别是上述分析的六篇代表性论文，理解其研究思路和方法。在联系邮件或面试中，可以就这些论文提出有见地的问题或讨论，展示你的学术洞察力和批判性思维。

3. 技能提升与差异化

• 编程与模拟能力：学习Python、MATLAB等编程语言，掌握常用的数据分析和可视化技能。了解分子动力学模拟、密度泛函理论计算或器件模拟等计算方法，这些技能在光电材料研究中越来越重要。
• 跨学科知识：拓展你在生物医学、能源系统或环境科学等相关领域的知识，为将来开展跨学科研究打下基础。教授近期在光热诊疗方面的研究表明，他对跨学科应用也有兴趣。
• 创新思维培养：积极参加学术讨论、研讨会和工作坊，拓宽视野，培养创新思维。尝试将不同领域的知识和方法应用到光电材料研究中，形成独特的研究视角。

博士背景

Benzene,化学化工学院博士生，专注于有机合成化学和绿色化学研究。擅长运用计算化学和人工智能辅助设计方法，探索新型催化剂和环境友好型合成路径。在研究光驱动CO2还原制备高附加值化学品方面取得重要突破。曾获国家奖学金和中国化学会优秀青年化学家奖。研究成果发表于《Journal of the American Chemical Society》和《Angewandte Chemie》等顶级期刊。