生活中看似简单普通的物件，往往凝聚着无数科研人员的心血。一项技术从理论突破到攻克技术壁垒，再到规模化量产和产业化应用，常常需要数十年甚至上百年的积累。
以太阳能电池为例：1839年，法国物理学家埃德蒙·贝克勒尔首次发现光伏效应（光照在电解液中的电极上产生电流），这一发现为太阳能发电奠定了理论基础；直到1883年，美国发明家查尔斯·弗里茨才用硒材料制成第一块固态光伏电池，两者相隔44年。而真正高效的现代硅基太阳能电池，则到1954年才由贝尔实验室团队成功研发。如今，人类对电池技术的探索仍未止步，尤其是太阳能电池领域。
每年寒暑假，都有一批对物理、工程、材料科学、电池制备感兴趣的的高中生，在苏州参加牛津STEM实验研究型官方夏校。同学们将前往牛津高等研究院（苏州），在牛津大学教授/科学家/研究员的带领下，开启《物理光电：第三代薄膜太阳能电池》课题的十日集训，项目由理论lecture+实验实践+科研workshop组成，一起来看看往期精彩回顾吧：
在《物理光电：第三代薄膜太阳能电池》课题中，同学们将在10天的学习周期里，系统探索第三代薄膜太阳能电池（Third-Generation Thin-Film Solar Cells）的核心原理与技术前沿。相较于传统晶硅（第一代）和薄膜硅/碲化镉（第二代）光伏技术，第三代薄膜太阳能电池凭借材料成本低、制备工艺简单、柔性可穿戴潜力，以及更高的理论效率上限，成为近年新能源领域的研究热点（如：利用钙钛矿薄膜制作车顶/车窗等外观部分，充分利用太阳能）。
为聚焦研究深度，方便理解和深入学习，同学们会以第三代薄膜太阳能电池中的钙钛矿太阳能电池（Perovskite Solar Cells, PSCs）为核心研究对象，剖析其材料特性与器件物理机制。
理论是实验的根基，夏校的前两天，是理论课程比较集中的两天，从第三天开始，课题组的导师们会带领大家采用“理论-实验”的双轨模式，引导同学们在认知与实践中逐渐构建清晰的知识体系，理论部分会涉及物理、化学、材料等领域，如：
● 半导体器件物理
● 有机太阳能电池材料
● 钙钛矿薄膜技术导论
● 钙钛矿薄膜的制备方法
● 钙钛矿薄膜太阳能电池的优势与不足、应用案例及前景
● 电池性能的测试维度与分析方法
夏校瞬间
牛津苏州
● 理论学习：半导体器件物理
了解半导体分类、半导体材料及器件结构（如二极管、晶体管、太阳能电池工作原理）。
夏校瞬间
牛津苏州
● 理论学习：《有机太阳能电池材料》
了解什么是太阳能电池、第三代有机太阳能电池（和前两代之间的对比、涉及的有机半导体、电荷载流子、结构、器件制造等），并结合现实生活中的实例，带领同学们了解有机太阳能电池在服装、建筑、室内等方面的运用。
夏校瞬间
牛津苏州
● 理论学习：什么是钙钛矿
材料科学与化学是密切相关的。这节课，导师在大家介绍了原始的钙钛矿，科普了当下人们所提及的“钙钛矿薄膜电池”，其实是指钙钛矿原子结构，并结合化学元素周期表介绍了哪些元素可以构成钙钛矿（ABX3），以及不同元素组成的钙钛矿会有不同的特性。
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在正式进入实验室前，除了理论知识外，每位同学都需要认真学习实验室安全须知与操作规范（虽然阅读风险评估与SOP文件会有一些枯燥，但这是必不可少的环节哦）。
同学们会从零开始，学习如何用溶液旋涂法制作钙钛矿薄膜——这个过程需要全程在手套箱中操作，从一开始艰难的穿戴，到后期在手套箱内熟练完成实验仪器拿取、测量、滴液等精细动作，同学们进步飞速。
● 🔬 王同学：使用手套箱去做膜非常的新奇
● 💪 黄同学：第一次做实验的时候老师夸我很勇敢嘿嘿
● 🧪 肖同学：做了很多有意思的实验，也和老师学习perovskite钙钛矿的性质、应用、优缺点
● ✨ 黄同学：做了一个旋涂的非常完美的没有空白的钙钛矿👍🏻认识了好多好朋友
● 🧩 姚同学：最难忘的是亲手制作电池的那一刻。我们小心翼翼地操作，从旋涂溶液到退火，每一个步骤都充满期待。当看到自己做的电池在测试中成功发电，成就感爆棚！大家互相分享成果，交流经验，氛围超好。这次经历让我对科研充满热情，也结识了许多志同道合的朋友，收获满满。
除了不断尝试和练习钙钛矿薄膜旋涂制作实验外，夏校期间还有一些实验观摩模块，例如观摩钙钛矿太阳能电池的完整制备、观摩空穴传输层的制备方法、太阳能电池组装演示等：
在电池样品制备完成后，同学们会开始学习材料表征技术——即通过一系列科学方法和仪器手段，对材料的成分、结构、形貌、性能及其他物理化学特性进行系统分析和测量，例如：
● UV-Vis吸收光谱&荧光光谱：光学性能测试。
● X射线衍射（XRD）：分析材料晶体结构。
● 扫描电镜（SEM）：观察材料微观形貌。
● J-V曲线与EQE测量：评估电池的电学性能。
在研究院，同学们不仅参观了世界一流的尖端科研设备，还亲身体验了先进的材料表征技术，对自己制备的太阳能电池样品进行了系统测试，并并在导师的带领下，学习如何解读XRD、UV-Vis、J-V曲线、EQE等关键测试数据，来分析电池样品的性能表现。
虽然一些数据并不一定尽如人意，但这也是科研中不可或缺的组成部分，它们不仅能够帮助排除错误路径、验证理论的边界条件，还能够优化实验方法、催生意外发现。
在拿到所有的测试数据后，同学们便开始完善自己的结业作业——可以选择单人报告（10 分钟英文汇报 + 5 分钟导师提问）；也可以同组 2 人一起做报告，双人报告需要加入小组成员两人钙钛矿薄膜实验结果对比，提问时间会稍有延长⏱。这种灵活的考核方式既锻炼了独立研究能力，也培养了团队协作精神。
结业汇报：概述自己对第三代薄膜电池的理解、以及自制电池样品的测试与分析报告，向研究院课题组导师、研究员、科学家进行学术汇报
🔬科学家研究新技术，🏭工程师将技术变成产品，💡创业者用科技产品解决实际问题。激动人心的科学发现，不应只停留在实验室，技术转化就像一座桥梁，将一线科研人员的智慧，变为每个普通人都能真切触摸到科技带来的美好改变。
在夏校的第九天，同学们会走出研究院，去实地观摩蒸发设备与大面积器件制备工艺——前往苏州钙钛矿薄膜技术创新中心参观，了解更大面积的钙钛矿太阳能电池的实际制造与产业运营🔋。
在研究员的带领下，同学们了解了这项新兴技术在日常生活中正在进行的、和不断优化的制备步骤，如：用激光技术在钙钛矿电池层划线等✨。同学们非常好奇目前有哪些行业在使用这类太阳能电池，研究员为大家耐心的举例和讲解，比如在新能源汽车领域，这类电池被看作“汽车的移动发电厂”，可能会在未来几年，带来一场颠覆。
应对生活中的复杂问题时，通常无法用一个单一的学科来解决，跨学科思维可以帮助同学们打破学科壁垒，获取更多的学术灵感。
所以在理论lecture、实验室实践之外，夏校期间还会有一系列由牛津大学教授、研究员精心策划的科研分享工作坊，如《光子学与光电子器件的前沿研究及应用》、《跨学科科研之路》、《如何成为一名科学家：科研素养培养》...
10天的日程转瞬即逝，同学们在不舍中结束了这段难忘的夏校之旅，也留下许多珍贵的留言。愿同学们在未来，都能绽放属于自己的学术光芒。
学生留言：
“在这次夏校中，除了学习到了许多关于半导体器件物理的专业知识以外，我由衷地体会到我们科研团队的艰辛；特别是在洁净间（水氧含量较低），无论是配置溶液还是分析对材料进行表征的光谱，我的眼睛总感觉干涩，但转念一想，他们可是在实验室少说待两三年了。非常感谢几位老师在这十天的付出与陪伴，这次十天的经历绝对会在我今后对物理世界的探索中留下浓墨重彩的一笔。
从伽利略首次尝试测量光速，到爱因斯坦在狭义相对论中确立光速不变原理，这中间跨越的几个世纪，物理学家们前仆后继地对光进行研究，直到近些年提出的弦论说光是由弦振动产生的，人类对光的研究直到现在都没停止过。
我年龄尚小，对物理这门学科的理解肯定没有各位站在科研一线的老师那么深入，但我能肯定的是您们是伟大的，我只能说，我站在了巨人的肩膀上--standing on the giant's shoulders! 谢谢老师们的帮助和指导！”
——常春藤教科研院高中部，李同学
2025寒假，录取学员合影，来自：常春藤教科研院高中部、福州中加学校、苏州外国语学校、上海安生学校、圣华紫竹学院、成都外国语学校、北京市八一学校国际部、上海市大同中学、南京外国语学校、广东碧桂园学校
- 项目介绍-
牛津大学高等研究院（苏州）是英国牛津大学在中国设立的首个及目前唯一的自然科学和工程研究中心，主要对牛津大学数学、物理和生命科学学部的科研工作进行拓展。研究院以牛津大学雄厚的科研实力为立身之本，引领现代生物技术、先进材料、计算方法和制造技术的研究，为当前全球医疗、能源、环境和金融挑战提供创新解决方案。
2023 年，牛津大学高等研究院（苏州）与阿思丹（ASEEDER）达成战略合作，联合组织牛津大学高等研究院（苏州）冬校/夏校，收获了众多学子的一致好评！2026年寒假，牛津STEM实验研究型夏校（苏州）重磅回归，致力于带领优秀高中生亲临世界一流的科研环境，近距离了解具有全球影响力的颠覆性技术和尖端科研成果，并通过深度学习与实践，提升跨专业、跨文化的科研素养，挖掘科研学术潜力，打开全球化科研视野。
- 选拔标准-
符合以下任意一条的同学，可直接录取：
• 在阿思丹 EPQ 研究性学习认证获得申请学科相关课题成绩 B 及以上
• 雅思 6.0 分或托福 80 分语言成绩，学科 A 及以上成绩或（I）GCSE 对应学科 7 分及以上
• 如果没有达到以上标准，需接受阿思丹（ASEEDER）老师的英文面试（电话或在线）
* 阿思丹举办的各类国际数学、物理、化学、生物测评获得国际和全国级别奖项的同学优先录取
- 申请流程 -
01、递交申请
2026寒假课题预计将于8月中下旬发布，感兴趣的同学可扫描下方【顾问老师二维码】，以便及时获取最新项目信息。
02、缴纳费用并签署协议
成绩单审核/面试通过后，缴纳项目费用、签署项目协议，等待项目开始。
03、与课题组在线会面（1-2月）
被录取的学生将在1-2月以小组在线会面的形式，接受课题组导师考察，从而了解学生英文及学科水平。
04、项目开始前一天抵达苏州
建议非苏州本市学生购买项目开始前一天的航班或动车，以便准时参加项目。
05、参与项目，收获学术产出与证书
项目结束后，顺利完成项目全程的学生将获得项目证书
【竞赛报名/项目咨询+微信：mollywei007】
