前言：2023年12月7日，2023年度京博科技獎(jiǎng)-化學(xué)化工與材料京博優(yōu)秀博士獎(jiǎng)公布了獲獎(jiǎng)名單。

“京博科技獎(jiǎng)”是山東省樂安慈孝公益基金會(huì)設(shè)立，山東京博控股集團(tuán)有限公司資助，由山東省樂安慈孝公益基金會(huì)與中國化學(xué)會(huì)聯(lián)合舉辦的全國行業(yè)科技大獎(jiǎng)，旨在表彰化學(xué)化工與材料領(lǐng)域做出突出貢獻(xiàn)的優(yōu)秀人才，以激勵(lì)更多的科技工作者投身創(chuàng)新。

京博科技獎(jiǎng)下設(shè)京博科技卓越獎(jiǎng)、京博科技創(chuàng)新獎(jiǎng)、京博科技進(jìn)步獎(jiǎng)和化學(xué)化工與材料京博優(yōu)秀博士獎(jiǎng)4項(xiàng)子獎(jiǎng)。化學(xué)化工與材料京博優(yōu)秀博士獎(jiǎng)每年評選一次，共設(shè)1-2位金獎(jiǎng)，5位銀獎(jiǎng)，10位銅獎(jiǎng)。

在科研的“無人區(qū)”探索是什么感受？

華中科技大學(xué)武漢光電國家研究中心博士尤帥用5年回答了這個(gè)問題，在新的研究體系中，缺少前人的研究經(jīng)驗(yàn)和基礎(chǔ)供參閱，他經(jīng)歷了從0到1的摸索，深入鉆研鈣鈦礦太陽能電池中關(guān)鍵表界面的物化性質(zhì)及退化機(jī)制，只為盡快解決鈣鈦礦太陽電池效率低、穩(wěn)定性差等關(guān)鍵性的科學(xué)問題。他將這幾年的探索歷程比喻為“寒冬中的暗潮涌動(dòng)”，成果在《科學(xué)》（Science）、《自然-能源》（Nature Energy）、《先進(jìn)材料》（Advanced Materials）等國際期刊的發(fā)表和認(rèn)可后，尤帥又將之描述為“在看似沉寂的時(shí)光中努力生長”。

從分子工程入手助力新能源材料的性能提升

2009年，一種具有光伏效應(yīng)的鈣鈦礦材料被發(fā)現(xiàn)，成為制備第三代新型太陽能電池的明星材料。鈣鈦礦太陽能電池，近幾年深受科研工作者和產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注，主要得益于鈣鈦礦太陽能電池一些獨(dú)特的優(yōu)勢，比如制備簡單，成本低，光電效率高等，并且在弱光條件下依舊保持著高光電轉(zhuǎn)化效率，能夠?yàn)樘蘸蜕詈５葒抑匾l(fā)展領(lǐng)域提供能源支持，具有極高的潛在應(yīng)用價(jià)值。然而，相比第一代晶硅太陽能電池和第二代是薄膜太陽能電池，鈣鈦礦太陽能電池穩(wěn)定性還有一定短板。

此次，尤帥獲評2023年度京博科技獎(jiǎng)-化學(xué)化工與材料京博優(yōu)秀博士銅獎(jiǎng)實(shí)至名歸，這五年他從分子工程入手，開發(fā)出多組分納米材料維度調(diào)控技術(shù)，大面積鈣鈦礦模組超快制備技術(shù)，低緯度晶體框架高效率設(shè)計(jì)技術(shù)等三大關(guān)鍵技術(shù)。尤其是面對鈣鈦礦材料穩(wěn)定性不高和晶格內(nèi)離子遷移過快等問題，尤帥所在的團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了膦酸功能化富勒烯衍生物（CPPA），有效鈍化鹵化鉛鈣鈦礦薄膜的多樣化缺陷。

最終制備的一平方厘米器件和鈣鈦礦模組的光電轉(zhuǎn)換效率分別達(dá)到了23.5%和21.4%，達(dá)到當(dāng)時(shí)的國際領(lǐng)先水平。最直觀的優(yōu)勢是，過3265小時(shí)的連續(xù)光照老化測試之后，電池性能仍能保持初始效率的95.5%，實(shí)現(xiàn)了鈣鈦礦光伏器件使役條件下穩(wěn)定性的突破。為制備出高光電轉(zhuǎn)化效率，高穩(wěn)定，大面積的鈣鈦礦光伏器件奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

向距離產(chǎn)業(yè)化最后的一公里艱難邁進(jìn)

用尤帥的話來講，鈣鈦礦材料制備的第三代新型太陽能電池距離產(chǎn)業(yè)化只有“最后一公里”，他的研究工作正是為了向目標(biāo)再邁進(jìn)一步，而這一步竟在不知不覺中走了5年半。

盡管鈣鈦礦材料本身已有很多科研人員涉足，但尤帥所專注的細(xì)分領(lǐng)域在此之前鮮有人探索，這就意味著他沒有已成體系的實(shí)驗(yàn)框架和標(biāo)準(zhǔn)可供參考，就如同蓋一棟結(jié)構(gòu)未知的摩天大樓，只能從最基本的地基開始一步步摸索，100次實(shí)驗(yàn)可能要面臨100次失敗，他需要從一堆看似無用的數(shù)據(jù)中不斷尋找新的角度，不斷進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。

在過去幾年的探索和筑基過程中，于他而言，“007” 的節(jié)奏已然司空見慣，尤帥回憶說：“特別是進(jìn)行光電轉(zhuǎn)化效率認(rèn)證期間，有時(shí)候一周有4天都要通宵。更艱難的是，面對長時(shí)間失敗的打擊和身心俱疲的低落后，第二天依舊要調(diào)整心態(tài)，走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室接受下一次失敗的洗禮。”

長期壓抑下，放棄的心態(tài)是自然而然會(huì)產(chǎn)生的，當(dāng)記者問到尤帥如何調(diào)節(jié)消極情緒時(shí)，他認(rèn)為，很多開解別人的語言或方式，真正落在自己身上并不是那么有效果，只有內(nèi)心真正產(chǎn)生興趣才能抵抗負(fù)面情緒的困擾。尤其是看著導(dǎo)師李雄教授每天高昂的工作狀態(tài)和對科研事業(yè)的熱愛，他會(huì)在潛移默化中慢慢向?qū)熆待R。最后尤帥說：“都說近朱者赤，我認(rèn)為很有道理，因?yàn)檫@種改變是潤物細(xì)無聲的。”

以微小的個(gè)人貢獻(xiàn)助力國家新能源發(fā)展

從華中科技大學(xué)，到瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院和美國國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室，尤帥堅(jiān)持拓寬自己的科研視野，堅(jiān)定深入探索科研世界的選擇，而這意味著他要在未來幾年的時(shí)光里繼續(xù)面臨工作、生活等多方面的新挑戰(zhàn)。

“但是選擇與這個(gè)領(lǐng)域數(shù)以萬計(jì)的科研工作者一起，為第三代新型太陽能電池產(chǎn)業(yè)化落地的最后一公里貢獻(xiàn)一份力量，我認(rèn)為自己的選擇和努力是值得的。”尤帥說。

在他看來：“在當(dāng)下時(shí)代，世界充滿不確定因素，大量難以解決的復(fù)雜問題不斷涌現(xiàn)，迫切需要在學(xué)科交叉中尋求出路。”因此科研工作不能僅僅追求本領(lǐng)域研究的深度，還要結(jié)合多元學(xué)科交叉拓展研究的廣度。

尤其是近兩年，國內(nèi)已有幾十家初創(chuàng)公司涉足這一領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化落地，國家也投入大量資源，他希望能夠借助所在的單位學(xué)科領(lǐng)域優(yōu)勢，依托國家實(shí)驗(yàn)室的平臺(tái)支撐，著手研究基于面向大面積、產(chǎn)業(yè)化鈣鈦礦太陽電池的理論與關(guān)鍵技術(shù)，力爭為將來歸國后潛心祖國的科研事業(yè)提供堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)與技術(shù)支撐。

風(fēng)雨多經(jīng)志彌堅(jiān)，關(guān)山初度路猶長。尤帥相信，只要努力成長，時(shí)間會(huì)帶他去最想要去的地方，堅(jiān)定信念，懷揣理想，科研路上的柳暗花明、人生路上的峰回路轉(zhuǎn)總會(huì)不期而遇。