李永舫
高分子化學(xué)、物理化學(xué)專家,中國科學(xué)院院士。中國科學(xué)院化學(xué)研究所有機固體重點實驗室研究員,蘇州大學(xué)材料與化學(xué)化工學(xué)部特聘教授,重慶大學(xué)能源與動力工程學(xué)院特聘教授。
主要研究內(nèi)容包括:聚合物太陽能電池光伏材料,包括共軛聚合物給體和受體光伏材料,新型富勒烯衍生物受體光伏材料,可溶液加工有機分子光伏材料等;無機半導(dǎo)體納米晶的制備及其在聚合物太陽能電池和電致發(fā)光中的應(yīng)用;導(dǎo)電聚合物電化學(xué)和導(dǎo)電聚合物透明電極材料。
走上光電材料研究道路是偶然的
科協(xié)頻道:您一開始是如何走上光電材料研究道路的?我們國家的相關(guān)研究經(jīng)歷了怎樣的發(fā)展過程?
李永舫:我做光電材料研究,中間經(jīng)歷了很多曲折。我大學(xué)一開始學(xué)習(xí)的是抗菌素專業(yè),主要研究方向是生物制藥。大學(xué)二年級有一個機會提前考研究生,我又轉(zhuǎn)到物理化學(xué)專業(yè),研究催化劑。研究生畢業(yè)以后,我考上復(fù)旦大學(xué)博士,研究方向是鋰電池。從博士后開始,我跟著錢人元先生做導(dǎo)電高分子方面的研究,開始研究共軛高分子光電材料和器件。
選擇光電材料研究這一方向也是偶然的,2000年的時候國家開始搞“973項目”,其中一個叫作低價長壽命太陽能電池的研究項目,主要是探索燃料醚化太陽電池能和薄膜無機半導(dǎo)體太陽能電池,是一個有機光伏的探索性的項目。我加入了這個項目,也算開始進(jìn)入到有機光電這個領(lǐng)域。其實,剛開始研究這個領(lǐng)域的人很少,現(xiàn)在越來越熱,已經(jīng)變成了一個熱門研究方向。
太陽能是一種十分重要的清潔能源
科協(xié)頻道:太陽能作為一種清潔能源,已得到多方面的應(yīng)用,目前在太陽能的采集、儲存和使用上,有哪些先進(jìn)的成果?
李永舫:太陽能利用從開發(fā)清潔能源的角度來講是非常重要的?,F(xiàn)在能源問題和環(huán)境問題越來越嚴(yán)峻,原因是大規(guī)?;茉吹氖褂?,引起了環(huán)境污染?,F(xiàn)在我們關(guān)注的碳排放問題,也跟化石能源的大量使用有關(guān)。其實,化石能源中的能量也是億萬年來地球上的光合作用將太陽能轉(zhuǎn)換而得來的。所以,我們現(xiàn)在開發(fā)太陽能是很重要的工作。太陽能的利用分為幾個方面:一是太陽能熱利用,如太陽能熱水器;二是太陽能的光利用、光化學(xué)應(yīng)用,如我們正在進(jìn)行的光催化研究等;三是把太陽能直接轉(zhuǎn)換成電能,如太陽能電池。
中國在聚合物太陽能電池領(lǐng)域的研究居于領(lǐng)先地位
科協(xié)頻道:聚合物太陽能電池光伏材料和器件研究進(jìn)展如何?太陽能電池光伏材料和器件有哪些應(yīng)用前景?
李永舫:我們國家現(xiàn)在商品化的太陽能電池實際上叫硅基太陽能電池,包括單晶硅太陽能電池、多晶硅太陽能電池。這類太陽能電池早期是引進(jìn)國外技術(shù),購買的國外生產(chǎn)線,市場也靠國外。但是現(xiàn)在,我們國家自己的硅基太陽能電池技術(shù)發(fā)展起來了,并且在國際上處于領(lǐng)先地位。全球的硅基太陽能電池商品化產(chǎn)能,中國占70%。中國高鐵是中國人的名片,太陽能電池也可稱為中國人的名片之一。除了商品化的硅基太陽能電池,太陽能電池還包括無機半導(dǎo)體薄膜太陽能電池,鈣鈦礦太陽能電池以及有機聚合物太陽能電池。
我的研究方向之一就是有機聚合物太陽能電池。有機聚合物太陽能電池的突出特點就是輕、薄、柔,因為它的活性子厚度只有100納米,而硅基太陽能電池的活性子厚度是100多微米,相差1000倍,所以有機聚合物太陽能電池很輕。另外,它可以做柔性器件,因為它的活性子本身是無定形的結(jié)構(gòu),是有柔性的,在塑料的基底上面就可以做柔性器件。2001年我剛進(jìn)入這個領(lǐng)域時,聚合物太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化效率還不到1%,現(xiàn)在實驗室的效率超過了17%,已經(jīng)到了可以往應(yīng)用發(fā)展的階段。中國已經(jīng)取得了世界光伏材料領(lǐng)域的領(lǐng)先地位,下一步就要往應(yīng)用方面發(fā)展——要解決它的穩(wěn)定性問題、要降低它的成本、要大面積制備,我覺得我們非常有希望率先實現(xiàn)聚合物太陽能電池的應(yīng)用。
因為有輕、薄、柔的突出特點,未來有機聚合物太陽能電池有可能實現(xiàn)建筑一體化,或者在室內(nèi)應(yīng)用,甚至是可穿戴應(yīng)用。未來5~10年,有機聚合物太陽能電池的應(yīng)用應(yīng)該會慢慢擴大,有希望與硅基太陽能電池實現(xiàn)互補。
系列報告會對提高公眾科學(xué)素養(yǎng)發(fā)揮重要作用
科協(xié)頻道:您如何看待北京地區(qū)廣受關(guān)注學(xué)術(shù)成果系列報告會?
李永舫:這個活動我參加過很多次了,我覺得這個活動很好。這個報告會是面向廣大聽眾的,尤其是有了網(wǎng)絡(luò)直播,可以線上聽會,這對提高公眾的科學(xué)素養(yǎng)能發(fā)揮很重要的作用,尤其有可能對年輕人產(chǎn)生更多的積極影響。