本刊記者 劉玉杰
能源對于經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展至關(guān)重要,隨著人口的增長和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,化石能源短缺問題日益凸顯,這嚴(yán)重制約著社會(huì)的進(jìn)一步發(fā)展。而在另一方面,因化石能源的大量使用,環(huán)境污染也日趨嚴(yán)重。因此,如何協(xié)調(diào)能源與環(huán)境,對社會(huì)可持續(xù)發(fā)展十分重要。習(xí)近平總書記指出,“綠水青山就是金山銀山”。這就要求我們發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)要保護(hù)好優(yōu)美的自然環(huán)境。同時(shí),這也表明研發(fā)綠色清潔的可再生能源,如太陽能電池等,成為一件極為迫切的事。
有機(jī)/鈣鈦礦太陽能電池可在較低溫度下采用印刷技術(shù)實(shí)現(xiàn)大面積生產(chǎn),具有低成本、柔性、輕便等潛在優(yōu)勢,是一種得到重點(diǎn)關(guān)注的新型太陽能電池技術(shù)。中國可再生能源學(xué)會(huì)光化學(xué)專業(yè)委員會(huì)委員、廣西壯族自治區(qū)“八桂學(xué)者”、桂林電子科技大學(xué)教授張堅(jiān)是有機(jī)/鈣鈦礦太陽能電池科研工作者中的一員。從中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所到桂林電子科技大學(xué),他始終堅(jiān)持站在為國家研制潔凈、可再生綠色能源的第一線。
2004年,張堅(jiān)在中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所高分子物理與化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室獲得博士學(xué)位,隨后在法國艾克斯—馬賽大學(xué)、德國柏林洪堡大學(xué)做博士后研究,期間獲得了德國洪堡基金資助。在國外學(xué)習(xí)深造5年后,2009年以中國科學(xué)院“百人計(jì)劃”研究員受聘于中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所催化基礎(chǔ)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和大連潔凈能源國家實(shí)驗(yàn)室(籌)太陽能部,從事有機(jī)太陽能電池關(guān)鍵材料與器件的研究。
談起回國的緣由,張堅(jiān)說,自己從小深受老一輩知識(shí)分子的影響,在國外學(xué)習(xí)是為了回國后能更好地為祖國和人民服務(wù)。在張堅(jiān)腦海中最深刻的一句話是錢學(xué)森院士回國時(shí)說的“梁園雖好,終非吾鄉(xiāng)”?!拔以趪庵饕康闹挥幸粋€(gè),那就是學(xué)習(xí)最新最先進(jìn)的知識(shí),培養(yǎng)新能力,最終要回到祖國,建設(shè)咱們自己的國家”張堅(jiān)說。
在心中這一目標(biāo)的指引下,在國外,他系統(tǒng)地吸收專業(yè)知識(shí),了解發(fā)達(dá)國家在自己研究領(lǐng)域的研究進(jìn)展和相關(guān)領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題。在實(shí)驗(yàn)設(shè)備上,他不僅要求自己能懂,還要能夠獨(dú)立操作。通過踏實(shí)的學(xué)習(xí)和努力的工作,在國外的5年時(shí)間里,他在Adv.Mater.等國際高影響力期刊上發(fā)表了多篇學(xué)術(shù)論文。
2014年,張堅(jiān)在廣西壯族自治區(qū)“八桂學(xué)者”項(xiàng)目的支持下加入桂林電子科技大學(xué)。要做出成績,人才隊(duì)伍建設(shè)和團(tuán)隊(duì)建設(shè)是根本,平臺(tái)建設(shè)是關(guān)鍵,2015年,在快速建立起了包括潔凈實(shí)驗(yàn)室、太陽能電池制備與在線測試系統(tǒng)等先進(jìn)的研究平臺(tái)的同時(shí),3位從中國科學(xué)院、中南大學(xué)、華南理工大學(xué)等單位引進(jìn)的年青博士加入了有機(jī)光電材料與器件研究團(tuán)隊(duì)。依托先進(jìn)的研究平臺(tái),團(tuán)隊(duì)的年青老師們都很快獲得了國家自然科學(xué)基金和廣西自然科學(xué)基金的支持,這為團(tuán)隊(duì)和老師們的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
教書育人是老師的本職工作,開展繁忙的科研工作的同時(shí),團(tuán)隊(duì)的老師們都承擔(dān)了眾多的本科生和研究生教學(xué)任務(wù)。愛因斯坦曾說,只有熱愛才是最好的老師,它遠(yuǎn)遠(yuǎn)勝過責(zé)任感。張堅(jiān)把學(xué)生當(dāng)作自己的孩子,尊重和了解學(xué)生,并根據(jù)學(xué)生的專業(yè)和基礎(chǔ)等來針對性地培養(yǎng)學(xué)生。在他的精心培育與指導(dǎo)下,學(xué)生們在科研項(xiàng)目和學(xué)業(yè)競賽中都取得了優(yōu)異的成績。研究生徐聰同學(xué)研一就在相關(guān)領(lǐng)域的中國科學(xué)院SCI1區(qū)期刊發(fā)表了英文論文,還獲得了全國大學(xué)生英語競賽一等獎(jiǎng),并在研二時(shí)獲得了國家獎(jiǎng)學(xué)金和廣西壯族自治區(qū)區(qū)級(jí)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目的資助。另外,張堅(jiān)指導(dǎo)的本科生也獲得了國家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目的資助。
有機(jī)/鈣鈦礦太陽能電池屬于國際前沿、多學(xué)科交叉的研究領(lǐng)域。從太陽能到電能的能量轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)取得了巨大的突破,但整個(gè)技術(shù)距離產(chǎn)業(yè)化還有較大的距離。張堅(jiān)說,通過關(guān)鍵材料與器件方面的進(jìn)一步研究,我們有可能以較小的資源實(shí)現(xiàn)太陽能電池技術(shù)的突破,實(shí)現(xiàn)彎道超車。
“特別是鈣鈦礦太陽能電池,其最高能量轉(zhuǎn)換效率已突破22%,有望成為改變現(xiàn)有光伏產(chǎn)業(yè)格局的新型太陽能電池技術(shù)?!睆垐?jiān)如是說。目前高效率鈣鈦礦太陽能電池需使用金/鉑等貴金屬材料,同時(shí)還需要使用價(jià)格昂貴、穩(wěn)定性不好的空穴傳輸材料,因此大家對它的成本和穩(wěn)定性還有一些疑問。針對這些問題,張堅(jiān)從鈣鈦礦太陽能電池的基本物理過程出發(fā),以高性能器件為目標(biāo)導(dǎo)向,以替代貴重金屬的低成本碳材料等關(guān)鍵材料為基礎(chǔ),針對鈣鈦礦太陽能電池的能量轉(zhuǎn)換效率、穩(wěn)定性和制備技術(shù)等關(guān)鍵科學(xué)與技術(shù)問題開展工作,在低成本碳基鈣鈦礦太陽電池、平面型全固態(tài)鈣鈦礦太陽電池等項(xiàng)目的支持下,為實(shí)現(xiàn)高效穩(wěn)定的鈣鈦礦太陽能電池技術(shù)埋頭研究。
在來到桂林電子科技大學(xué)3年的時(shí)間里,張堅(jiān)和他的團(tuán)隊(duì)已在Nano Energy等國際國內(nèi)期刊上發(fā)表SCI論文36篇,申請國家發(fā)明專利2件。張堅(jiān)說,作為21世紀(jì)海上絲綢之路與絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶有機(jī)銜接的重要門戶,廣西壯族自治區(qū)的科技、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)將得到更加快速的發(fā)展,有機(jī)/鈣鈦礦太陽能電池屬于廣西重點(diǎn)支持的新材料和新能源兩大新興產(chǎn)業(yè),他要在科研上多做出一些成果,為廣西的地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出自己的貢獻(xiàn)。
工作之余,張堅(jiān)還在科技相關(guān)各個(gè)方面為國家和廣西服務(wù),作為評審專家他參與了科技部重點(diǎn)專項(xiàng)、教育部長江學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃、陳嘉庚青年科學(xué)獎(jiǎng)等國家級(jí)項(xiàng)目的評審和廣西自然科學(xué)基金項(xiàng)目的會(huì)評等;作為廣西青年聯(lián)合會(huì)第十屆常委會(huì)委員,張堅(jiān)為廣西的科技與人才發(fā)展建言獻(xiàn)策。因在工作上的突出表現(xiàn),張堅(jiān)榮獲2015年廣西青年科技獎(jiǎng),并被評為2016年桂林市優(yōu)秀共產(chǎn)黨員。
每日被清風(fēng)喚醒
推開窗便是滿眼綠意
日子舒緩如桃源一般
夜晚聞著青草的芳香睡去
……
這是人們內(nèi)心對美好生活的期盼。對在新材料、新能源領(lǐng)域一線工作多年的張堅(jiān)來說,緩解化石能源的短缺和減少能源對環(huán)境的危害,守住綠水青山,自己有著更大的責(zé)任。張堅(jiān)如是說,也如是做。