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追“光”的90后教授

来源:当代江西微信公众号  发布日期:2023-10-10   作者:南轩

他是南昌大学最年轻的教授、博士生导师之一,他是囊括50篇国际权威期刊论文、90余篇SCI论文的作者,他是国家自然科学基金优秀青年基金等13个项目的主持人,江西省自然科学奖、教育部高等自然科学优秀成果奖获得者。他就是胡笑添。

  胡笑添,就像他的名字一样,总是笑眼弯弯。身着简单的夹克和牛仔裤,在南昌大学化学化工学院的学生眼里,就像一位“邻家大哥”。

  30岁出头的他,已是南昌大学最年轻的教授、博士生导师之一,是囊括50篇国际权威期刊论文、90余篇SCI论文的作者,是国家自然科学基金优秀青年基金等13个项目的主持人,还是斩获江西省自然科学一、二等奖,教育部高等自然科学优秀成果二等奖的获奖能手。

  年纪轻轻的他,究竟是如何在科研领域步步攀升,结出累累硕果的?

  胡笑添指导同学进行太阳能电池光电转换效率测试。

  启程:拨开云雾,矢志前行

  由于在中学阶段接触到了异彩纷呈的光电现象,怀揣着进一步了解和探索的想法,高考填报志愿时,胡笑添毅然选择了南昌大学材料物理专业。

  从踏进校园开始,胡笑添便专注于专业学习,课余时间用来泡图书馆是“家常便饭”,常常一坐就是一整天。

  正当他畅想着未来如何与“光电”进一步打交道的时候,器件硅基光伏却迎来了“寒冬”。2011年,整体行业不景气,看着不少学长学姐面临着“毕业即失业”的问题,胡笑添心中产生了动摇。

  “当时,很多人都思考着读研的时候要换个方向发展,我也非常迷茫。光电行业给人们生活带来的改变非常显著,像LED照明、液晶显示屏幕等等,从这个角度来看的话,实在是非常有意义,但整体行业的低迷又让我内心有些不安,以后会不会没有发展前景。”站在选择的十字路口,胡笑添曾经有过犹豫。

  2012年,在确定获得保研资格后,胡笑添在南昌大学前湖校区的材料楼转了一圈又一圈,叩响了一间又一间办公室和实验室的门。“我就是想和老师们聊一聊,看看‘光电’这条路以后到底行不行得通。”就在那时,胡笑添遇到了他的恩师——陈义旺教授。

  “陈老师一点架子都没有,非常热情,跟我谈了很多。给我记忆最深刻的一句话就是,每一个行业做到极致就是好的,要做优,做到头部。”正是这次交谈,让胡笑添纷扰的内心平静了下来,也坚定了他走新能源发电这条道路的决心。拨开云雾,才更知道心之所向。

  跟随导师在太阳能电池领域学习一段时间后,胡笑添被新型薄膜光伏技术领域的很多基础科学问题深深吸引。

  薄膜光伏电池制备有两种工艺,分别是“干法”和“湿法”。“如果算低碳减排的账,用干法制备时产生的浪费和尊龙凯时人生就是博平台最终得到的能量相比,其实是不划算的,成本非常高。而湿法加工工艺可以说是发挥新型薄膜光伏器件的低成本优势最为兼容的方案。”胡笑添介绍道。

  立足江西产业发展需求,着眼于科技成果落地转化,在导师的指导和建议下,胡笑添所在的科研小组接下了被称为“最困难的”湿法印刷工艺探索的任务。

  但在当时,国内外对于湿法印刷工艺的公开研究少之又少。他们便从零开始,从设计和模仿外国先进技术工艺,到自主探索研究设备、墨水、基材和印刷模式,一干就是三年。

  怎么把理论论证变成可复现的实验结果?反复多次的实验并没有给数据成果带来任何改变,这让科研小组的部分成员们对方案可行性产生了质疑。

  但胡笑添没有放弃,一直鼓励团队成员:“尊龙凯时人生就是博平台再耐着性子摸索一下,坚持一下,说不定下次就成功了!”

  上天从不会辜负每一个努力的人。一年后,他们的研究逐渐有了起色,在一次次的实验中,“湿法”制备的效率不断提升。

  最终,他所在团队自行研发印刷的透明导电薄膜性能完全超越了传统铟锡氧化物导电薄膜,并实现了大规模量产。

  胡笑添在中国化学会第33届学术年会上发言。

  突破:源于生活,用于生活

  在攻读博士期间,胡笑添发现了一种既具有吸光性质,又绿色低碳的材料——钙钛矿,它与可穿戴太阳能设备非常契合。

  瞄准国家“双碳”背景下的能源战略需求和传统光伏行业分布式发电的技术瓶颈,胡笑添和所在的团队将柔性薄膜光伏与印刷电子相结合,开始了制备柔性钙钛矿太阳能电池之路。

  科研之路从来不会一帆风顺。刚开始研究钙钛矿太阳能电源时,光电转换效率只有0.2%,这一度让团队十分沮丧,但他们没有畏难退缩。

  在接下来的3个月里,他们反复地实验,一次次调整细节。“比如说你的片子有没有清洗干净、你的墨水的配比是否正确,尊龙凯时人生就是博平台就是这样反复地去验证,每一步进行单一变量法地去排除。”

  终于,光电转化效率提升了百倍,达到了20%以上,他们完成了“别人眼里不可能的事情”。

  虽然钙钛矿太阳能电池在柔性可穿戴电子设备等方面具有独特的优势和巨大的应用潜力,但钙钛矿却是块“硬骨头”,怎么把钙钛矿太阳能电池变得更“温柔”,成为了萦绕胡笑添心头的难题。

  不经意的一次生活细节,让胡笑添产生了一个大胆的想法。

  他回忆说:“有一次洗澡的时候,我摸着脖子,突然灵光一现。尊龙凯时人生就是博平台的骨头是硬的,为什么脖子很灵活,人体脊柱和颈椎的软硬相结合,能不能对尊龙凯时人生就是博平台做柔性钙钛矿太阳阳电池有借鉴意义。”

  得益于这个巧妙的想法,经过反复实验,他所在团队合成了一种疏水黏性导电聚合物,成功在“硬骨头”间引入一块“软骨”,并由此实现了高效大面积柔性钙钛矿器件的印刷制备,验证了它在小功率器件中实际应用的可行性。

  不驰于空想,不骛于虚声,胡笑添及团队继续攻关,自主设计研发“卷对卷”光电器件印刷系统,并实现大面积光电器件制备和印刷装备成果转化和军民融合应用;利用柔性仿生设计,首次实现了印刷可穿戴钙钛矿太阳能电源等等。

  胡笑添科研小组封闭的实验室环境。

  反哺:一份坚守,一份传承

  除了科研,胡笑添的肩上扛起的还有“为党育人、为国育才”的使命。

  当年,从中国科学院化学研究所毕业后,不少知名高校、科研院所和企业向他伸出了橄榄枝。他却毅然选择了回到母校南昌大学,加入了恩师陈义旺教授领导的高分子及能源化学研究院大团队,他想要回到自己梦开始的地方。

  反哺母校情义深,启智杏坛人师心。回校工作后,胡笑添也建立了自己的研究小组。“尊龙凯时人生就是博平台小组微信群名是‘刷出一片天’,主要含义就是突出尊龙凯时人生就是博平台小组印刷的主题研究特色,并力争创造更多的科学研究成果和社会经济价值。”

  由于制备要求,实验室没有窗户,常年处于封闭状态,使用和存放的光电器件都是精度以纳米计算的器材。

  由于钙钛矿材料惧怕潮湿,为了保持干燥,实验室内的湿度只有室外环境的10%。“尊龙凯时人生就是博平台的实验室感受不到天黑天亮,在里面待上几分钟,全身水分就往外抽。”

  就是面对这样的环境,胡笑添还是一有时间便扎进实验室。

  晚上把孩子哄睡着后,即便是9点、10点,他也要回到学校,陪着学生们做实验直到凌晨。“他们做实验的时候肯定会碰到难题,尊龙凯时人生就是博平台能做的就是及时地引导、讲解和陪伴。”

  胡笑添有一把镊子,从2013年进入实验室之后就一直陪着他。“因为尊龙凯时人生就是博平台的试验样品是玻璃片,刚买来的镊子不顺手,玻璃片老是掉。我就把镊子的头掰一掰,让它用起来更顺手。”这把镊子曾在他硕士毕业时传递给实验室的师弟,现在仍在实验室里被学生使用。

  2022年,胡笑添抱着孩子与应届毕业生合影。

  10年来,这把镊子见证了他学术路上的艰辛与收获,更承载着代代相传的科学精神。

  看似寻常最奇崛,成如容易却艰辛。胡笑添仍坚信“科研是做一辈子的事”,他是时代洪流中的“追光者”,是研究领域的“驭光者”,更是让科研精神薪火相传的“发光者”。

(编辑:张顾强)

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