在古希腊神话里，有这样一个故事，普罗米修斯目睹人类在黑暗中挣扎，于心不忍，他找来一根长长的芦苇，冒险靠近太阳，盗取了火种。普罗米修斯将这份光明带到人间，打破了宙斯“诸神不得援救人类”的禁令，为人类迎来文明的曙光。本期Light人物栏目邀请到王睿助理教授讲述他在钙钛矿太阳能电池改进之路上不懈探索的故事。科学家通过提升太阳能电池性能，让人们能够在日常生活中更好地获取太阳能。钙钛矿太阳能电池在民用和商业领域都极具潜力，可应用于屋顶太阳能板、太阳能充电器以及太阳能汽车等场景。

人 物 简 介

王睿，1993年出生于辽宁锦州，现任西湖大学工学院助理教授、独立PI（课题负责人）。2015年，他从吉林大学获得工学学士学位，2016年在加州大学伯克利分校取得硕士学位。2016年9月至2019年12月，他在加州大学洛杉矶分校（UCLA）攻读博士学位，师从杨阳教授。毕业后，他继续在加州大学洛杉矶分校开展博士后研究。2021年4月，王睿全职入职西湖大学工学院。他入选福布斯中国及亚洲地区“30岁以下30人”榜单、《麻省理工科技评论》“35岁以下科技创新35人”榜单，荣获阿里巴巴达摩院青橙奖，并入选科睿唯安跨领域高被引科学家。

「受访者」：王睿助理教授

「采访者&翻译」：王勣

「原文信息」：Wang, J. Light in heart, forge ahead—Professor Rui Wang’s adventures in perovskite solar cell frontiers. Light Sci Appl 14, 176 (2025). https://doi.org/10.1038/s41377-025-01863-5

Q：年少时您有过哪些梦想？是谁激励着您成长为一名青年科学家的？

A：我的父母在一家太阳能电池公司工作了近20年。我成长于一个与可再生能源产业紧密相连的家庭，从小就沉浸于对太阳能的探索之中。有一次，我跟着父母去西北地区出差，看到一户户人家安装使用上他们公司生产的太阳能电池。这些家庭对这项新技术充满了好奇，也渴望过上更加便利的生活。当他们拥抱这项新技术时，那份兴奋和感激之情，溢于言表。这样的经历给我留下了深刻的印象。我意识到技术并非抽象的概念和理论的堆砌，而是一股能够改变生活、塑造未来的强大力量。正是在那次旅行中，我的内心种下了种子，立志成长为一名致力于推动太阳能产业发展的专业人士。

成为科学家的想法，就像一座灯塔，照亮了我求知的道路，引领我踏上这段充满未知与挑战的征程，让我以更加坚定的步伐迈向更远的地方。为了实现这个梦想，我先后在吉林大学、加州大学伯克利分校和加州大学洛杉矶分校深造。每一段求学经历都为我在科学界的上升发展，奠定了坚实的基础。博士毕业后，我入职西湖大学，全身心投入到可再生能源技术的研发，尤其是新型太阳能电池领域的研究中。我的工作见证了这一领域取得的重大进展。

我十分感激那些塑造了我职业道路的生活和求学经历。这些经历不仅让我掌握了必备的技能和知识，而且让我充满了使命感并坚定了决心。科学不仅仅是探索冷门绝学的过程，更是服务社会、创造生活的方式。成为一名科学家，能够很好地实现自我价值。每一次实验，无论成功与否，都是通往真理的一步；每一篇论文的发表，都是对前人研究的致敬，也为后来的探索者指引了方向。我的目标，正是推动太阳能技术的进步，提升它的转换率，增加它的稳定性，让世界各地的人们更便捷地使用太阳能。

Q：您分别在吉林大学、加州大学伯克利分校，以及加州大学洛杉矶分校取得学士、硕士和博士学位。这些学术经历，对您的学术生涯和职业发展有何影响？

A：在吉林大学攻读学士学位期间，我学习了专业基础知识，掌握了严谨的学术规范，这为我日后的学习奠定了基础。学校对理论知识学习与实践技能培养的高度重视，为我构建起坚实的科学知识体系，这一体系对任何科研工作者而言都是不可或缺的基础。吉大的学习氛围还让我形成了批判性思维，激发了我探索未知的好奇心，这些也都是科研工作中极为宝贵的品质。此外，学校丰富全面的课程设置和教师们的敬业精神，为我一生追求知识和创新播下了种子。

前往加州大学伯克利分校攻读硕士学位，是我学术生涯的重要转折点。伯克利分校以其前沿的科研成果和多元的学术环境著称。置身其中，我拓宽了眼界，对所学专业的理解也愈发深刻。在这一段求学时期，我有幸与顶尖专家交流互动，并参与前沿科研项目的研究，这些经历不仅极大地提升了我的专业技能，改进了我的研究方法，更激发了我攻克复杂难题、探索创新解决方案的热情。伯克利充满协作与活力的氛围，促使我批判性、创造性地思考，为迎接更高层次的科研挑战做好了准备。

在加州大学洛杉矶分校攻读博士学位时，我进一步明确了自己的研究方向，职业定位也更加清晰。学校对跨学科研究与合作的重视，为我开启了探索新领域、新研究方法的大门。通过博士论文的研究，我得以深入探究专业领域内的关键问题，取得了具有创新性和潜在深远影响的研究成果。教授们的悉心指导，对培养我独立思考的能力，管理复杂项目的能力，以及传播科学理念的能力起到了关键作用。学校跨学科研究模式不仅丰富了我的研究内容，而且让我有能力应对科学界的各种复杂挑战。

从吉林大学到加州大学伯克利分校，再到加州大学洛杉矶分校的求学经历，不仅让我掌握了职业所需的知识和技能，而且培养了我深厚的责任感，激励我通过自己的研究，为专业领域贡献力量，为社会带来积极影响。

王睿在完成太阳能电池效率认证后，参观美国的黄石国家公园

Q：您认为在技术快速变革的时代，中美两国科学教育体系培养科学创造力的不同模式，是如何塑造学生解决现实世界中复杂问题的能力的呢？

A：中国的科学教育体系强调扎实的理论基础和系统的知识训练。这种方式培养了学生的分析能力以及在结构化框架内开展工作的能力。例如，在吉林大学就读期间，我深切感受到学校极为重视引导学生在投身专业研究之前扎实掌握基础知识。学生夯实基础尤为重要，这样他们才能理解复杂的科学概念，并将它们应用到实际场景中。相比之下，美国的科学教育体系往往注重鼓励开放式探索、激发学生的创造力。美国大学通常为学生提供大量机会，参与实践项目，尝试新想法，跳出思维定式。美国教育者鼓励学生自己提出假设、进行实验，并独立分析数据，这一教育方式生动地体现了该教育理念。

在我的研究历程中，我发现将这两种教育体系的优势结合起来，能够取得显著的成果。我在钙钛矿太阳能电池方面的研究工作，大大得益于我在中国接受的严格的理论训练，以及我在美国接触到的创造性、实验性的研究方法。这种融合让我得以依托坚实的科学框架展开创新探索，进而突破太阳能技术可能性的边界。

总之，中国和美国的科学教育体系在培养科学创造力方面各具特色与优势。融合东西方教育范式中的优秀实践经验，将培养出一批既系统掌握知识体系，又能迸发创新思维的学生，他们将在技术快速变革的时代，高效地解决现实世界中的复杂问题。

Q：您的导师杨阳教授以发明倒置有机太阳能电池和透明有机光伏器件而闻名。您的记忆中，在跟随他学习和研究期间，有没有什么特别有趣的故事或者意想不到的时刻呢？

A：2018年，当时我的研究才刚刚起步，钙钛矿太阳能电池的功率转换效率大约是18%。我喜欢喝咖啡，那段时间我常常和同事们一边喝咖啡，一边讨论问题。

有一次，我们悠闲地喝着咖啡时，我突然灵机一动：咖啡能稳定人的情绪，那有没有可能稳定钙钛矿材料的“状态”，提高其稳定性呢？我们在查阅相关文献后发现咖啡因含有两个官能团，与之前研究中用于控制钙钛矿结晶、促进材料生长的官能团类似。于是，我们初步假设咖啡因或许有助于提升钙钛矿太阳能电池的性能。在验证了咖啡因的效果后，我们深入研究了它影响钙钛矿太阳能电池性能的机制，发现咖啡因的刚性结构和较高的沸点，可以弥补钙钛矿太阳能电池中某些小分子的结晶调控不足与缺陷问题，从而提升器件光电转换率和稳定性。这是一个非常有趣的想法，经过实验验证，我们发现该方案可将太阳能电池的光电转换效率提升至20%。

王睿从咖啡因中找到提升钙钛矿太阳能电池稳定性的灵感

Q：你们的研究团队在高影响因子期刊《自然》《科学》上发表了6篇论文，研究重点是钙钛矿光伏器件的各个方面，包括其制备、表征、稳定性、缺陷机制、新型有机-无机杂化光伏材料的探索及其相关研究。您能否重点介绍一下这些研究方向近期的突破进展？

A：大量研究报道证实，目前我们研究团队正与合作者围绕倒置钙钛矿太阳能电池展开深入研究，创新性地聚焦于以大共轭芘环为核心结构、精心设计的新型空穴选择性材料——芘乙基磷酸。近期，这一项开创性的研究工作成果已经在顶尖学术期刊《自然》上发表。

尽管我们团队并非首个探索此类分子设计的团队，但我们在这一领域开展了深入且影响深远的研究，有着极其重要的意义。文献中报道了多种空穴选择性分子，它们大多是利用咔唑基或三苯胺基团进行设计的。这些分子通常在其末端含有一个烷基膦酸官能团。该官能团作为与透明电极直接键合的锚定点，从而能够形成空穴选择性接触结构。

然而，先前研究的这些分子存在关键缺陷，其母核含有杂原子，致使自身稳定性先天不足。材料降解时，杂原子位点易成为化学反应活性中心，这给钙钛矿太阳能电池的长期稳定运行及其光电性能持续发挥构成重大挑战。我们的研究取得了重大进展，创新性地引入了不含杂原子的芘环作为空穴选择性材料的母核。这一策略性选择不仅提升了器件功能层的稳定性，而且还解决了与之前空穴选择性材料相关的不稳定性问题。此外，我们的工作揭示出该领域的一个范式转变：空穴选择性接触结构并非如之前所假设的是单一的单分子层。相反，它是通过分子堆积形成的复杂的多层结构。这一开创性发现清晰表明，分子母核的π-π堆积，在器件活性层的载流子传输机制中起关键作用。而器件对这种强共轭堆积体系的依赖，进一步印证在保障钙钛矿太阳能电池实现高效稳定地提取与传输电荷方面，它具有不可或缺的重要性。

我们的发现不仅深化了对钙钛矿太阳能电池中空穴选择性接触结构的理解，而且也为开发更加稳定、更加高效的倒置钙钛矿太阳能电池器件铺平了道路。

王睿助理教授及其团队撰写的研究论文

Q：在钙钛矿光伏器件的研究过程中，你们遇到了哪些挑战与机遇？

A：目前，钙钛矿太阳能电池仍面临一系列亟待解决的技术挑战。最紧迫的挑战是吸光层的热稳定性欠佳。在高温环境下，吸光层极易发生水解和分解反应，进而导致电池性能下降。据相关报道，钙钛矿电池的最长运行寿命，通常仅能达到数千小时，远远不如晶体硅电池的运行寿命。此外，实验室制备的钙钛矿电池尺寸普遍较小，无法满足市场对大尺寸太阳能电池的需求。与此同时，钙钛矿材料结晶耗时极短，生产工艺窗口期仅有数秒，这给大规模生产制造带来了极大的挑战。

尽管困难重重，但钙钛矿太阳能电池也展现出诸多显著优点：转换效率高、生产成本低、制造周期短、弱光性能佳，且轻巧便携。随着叠层电池技术的发展，钙钛矿电池的转换效率有望进一步提升。我们团队已成功制备出柔性单片钙钛矿叠层/铜铟镓硒电池，稳态光电转换效率达到23.28%，经认证的效率为22.79%。此外，国家出台了多项政策，积极推动钙钛矿太阳能电池的发展，例如《“十四五”能源领域科技创新规划》《科技支撑碳达峰碳中和实施方案（2022—2030年）》以及《关于推动能源电子产业发展的指导意见（征求意见稿）》。

因此，我和团队将继续发挥自身优势，努力提升材料的稳定性、延长材料的使用寿命。同时，我们会与国内外科研机构、企业开展深入的合作与交流，共同推动钙钛矿太阳能电池技术的进步和应用。

Q：您28岁就成为了西湖大学的助理教授，您对中国在光学领域未来的创新有哪些期待呢？

A：展望未来，中国光学领域的创新前景让我心潮澎湃！中国在这一领域已取得重大进展，有诸多突破性发现和技术进步。然而，我认为我们仍站在光学创新新时代的起点上。如今，随着科技的迅猛发展，社会对解决先进光学问题的需求与日俱增，我由衷期待更多源自中国本土的创新理念和技术，如雨后春笋般不断涌现，我们怀有以下期待：

1.随着对科学研究的投入不断增加，我们能够更加深入地探究光与物质相互作用的基本原理。这将为新技术，尤其是在非线性光学、量子光学等领域的发展，提供坚实的理论基础。

2.光学与其它学科，包括材料科学、生命科学和计算机科学的融合，必将推动众多创新应用的产生和技术突破。这在生物成像技术（如超分辨率显微镜技术）的进步，以及量子通信协议（如量子密钥分发）等方面都有所体现。

3.中国强大的制造能力和完善的供应链体系，有助于光学技术从实验室走向市场。我们期待看到更多拥有自主知识产权的核心技术，特别是在高效光伏电池和先进光学传感器的研发方面，实现产业化。

4.加强国内外学术交流与合作，将吸引和培养一批高水平的研究人员。这不仅有助于推动中国光学技术的进步，也有益于全球光学技术的发展，同时还能促进多学科研究中心和创新中心的发展。

5.政府对技术创新，尤其是高科技领域的支持力度不断加大，确保了光学技术研发有充足的资金投入和良好的政策环境，这将极大地推动光子学、纳米光子学和光电子学等光学技术领域的研发进程。

营造开放合作、知识共享的文化氛围，从而构建孕育创造力、鼓励新理念的环境。作为一名科研工作者、教育工作者，我矢志投身于中国光学创新这一激动人心的事业。我期待着与同事们、学生们携手探索光学研究的新领域，为科学界、整个社会做出有意义的贡献。

西湖大学研发的半透明钙钛矿太阳能电池

Q：您入选了福布斯中国及亚洲地区“30位30岁以下精英”榜单和《麻省理工科技评论》“35岁以下科技创新35人”全球榜单，还获得了一些其它荣誉。在这个竞争异常激烈的时代，如今的年轻人似乎很容易产生“躺平”的心态，对此，您有什么金玉良言想与他们分享呢？

A：我能够获得这些荣誉鼓励，深感荣幸，深表感激。然而，这些荣誉并非终极目标，它们仅仅是我漫长的探索与发现之旅中的一个个里程碑而已。在这个往往让人倍感压力、竞争激烈的世界里，人们很容易感到沮丧或抱有“躺平”的心态，也就是消极地、几乎不做抵抗就放弃自己的抱负。停下来享受生活、花时间给自己充电，本身并没有什么错。但同样至关重要的是，我们要认识到设定目标，并推动自己实现目标的重要性。

在获得这些荣誉之后，我深深地认识到，无论是在科学研究，还是在个人成长方面，持续的努力和坚定不移的付出都是十分重要的。在这个瞬息万变的时代，面对各种各样的挑战和压力，一些年轻人可能会感到疲惫不堪，甚至倾向于“躺平”。但我想强调的是，人生中没有任何一份努力是白费的，每一步都最终会成为通往成功道路上的基石。

首先，我认为有必要保持好奇心和对知识的渴望。好奇心驱使我们探索未知领域，而对知识的渴望则驱使我们投入时间、精力，加深对知识的理解，并掌握新信息。

其次，勇于接受挑战的勇气和面对失败不言弃的韧性，同样不可或缺。在科学研究领域，遇到困难和挫折是不可避免的。然而，倘若我们能从这些经历中吸取教训，勇敢地站起来并继续前行，就没有什么是无法克服的。每一次尝试，即使失败了，也是一次宝贵的经验积累。

此外，我还想强调团队合作的重要性。在现代科学研究领域，凭借一己之力斩获成就，实属凤毛麟角。团队的力量让我们走得更远。掌握协同合作、共享资源和相互支持的技艺，不仅有助于项目实现成功，而且还能在此过程中培养出深厚持久的友谊。

总而言之，我想对那些可能被现代社会的压力压得喘不过气，或是眼看理想即将破灭的年轻人说：找到自己的激情，设定切实可行的目标，永远不要满足于平庸，永远不要放弃自己的梦想。于我而言，研究太阳能电池，就是一段追逐光明的旅程，我的目标，就是实现从0到1的技术突破。

王睿助理教授在材料创新论坛上作报告

Q：成为一名科学家是十分具有挑战性的，在这一过程中，您是如何平衡工作与生活的呢？

A：在我看来，若想长久维系创造力，收获内心的满足感，在职业生涯与个人生活之间探寻一种良性的平衡模式，无疑是十分关键的。追求这种平衡，绝不只是为了营造个人的幸福体验，更能够显著提升工作效能，为职业生涯的稳健前行持续赋能。

首先，我实行严格的时间管理，精心规划工作、休闲时间。这种井然有序的规划，既有助于我高效率地工作，也为我预留出充裕的私人生活时间，尽情地享受生活。在科学研究这类要求极为严苛的领域里，项目的截止期限不可预测，实验走向又充满变数，这就使得有效的时间管理显得尤为关键。我通过设定清晰的工作与生活界限，严格遵循预先制定的时间表，不仅出色履行了科研工作的各项职责，也为满足个人生活需求留出了充裕空间，实现了工作与生活的有序兼顾。

其次，我始终将与家人、朋友的沟通，摆在生活的重要位置。良好而稳固的人际关系，是获取情感支撑、提升整体幸福感的关键所在。在假期，我会选择回家，与父母共度美好时光。他们是我最重要的支持者，他们的理解和支持让我能更加专注于科学研究。定期与所爱的人交流互动，既让我始终保持脚踏实地的状态，又源源不断地为我注入动力。在这一过程中，我收获了稳定感和归属感，而在高压环境下，这两者对我而言，至关重要。

再次，考虑到健康的重要性，我会规范自己的日常作息，做到定期锻炼、均衡饮食、充足睡眠，从而确保身体健康。身体健康状况，直接关系到科学家不可或缺的思维清晰度和抗压能力。通过悉心呵护自己的身体，我解决复杂问题的能力得到提升，工作表现也能保持稳定。

最后同样重要的是，我始终保持开放灵活的心态。随着职业生涯逐步推进、个人生活不断变化，我需要持续调整生活与工作之间的平衡点。凭借这种灵活性，我得以从容应对新挑战、把握新机遇，确保自己在职业发展和个人生活中都能收获满足感。不管是承接新项目、学习新技能，又或是尝试新爱好，我都会将这些变化当作成长的宝贵机会。

将这些方法融入到日常生活中去，我努力营造和谐平衡的状态，这既助力实现职业抱负，又能让自己收获幸福。

Q：在您的光学研究中，支撑着您不断前行，鼓舞人心的座右铭是什么呢？您又是通过哪些方式激励自己的团队追求卓越的呢？

A：“心怀光明，砥砺前行”不仅是我的座右铭，也是我对青年科研人员的殷切期望。

对我来说，“心怀光明”代表着科研领域中的理想与信念。它源于对未知世界的好奇与探索，表达了对科学真理坚定不移的追求。托马斯·爱迪生在发明电灯泡时历经了数千次失败，但他从未放弃，最终为世界带来了光明。在科研的道路上，我们常常会遭遇挫折与失败，然而正是内心的光明引领着我们前行，让我们无畏艰难困苦，敢于大胆迎接挑战。它使我们坚信，每一次的努力与付出都是迈向成功的坚实一步。

“砥砺前行”则时刻提醒着我们要付诸行动。在科研的征程中，根本没有平坦的道路，也不存在捷径，唯有一座又一座需要攀登的陡峭山峰。我们应当明确自己的研究目标与方向，远离外界的纷扰喧嚣；要像用磨刀石磨利刀刃一样，不断磨砺自己的意志和能力；要去探索、拼搏、实验和实践。这一过程会让我们在科研的艰辛道路上，变得更加睿智果敢。

我鼓励我的博士生们树立信心，独立应对研究中的挑战，尽可能深入透彻地探究问题。通过高效的反馈和个性化的指导，我带领学生们克服困难，优化研究方法，最终推动他们的研究取得进展。

“心怀光明，砥砺前行”。愿我们都能怀揣心中的那束光，勇敢地踏上科研征程，不断超越自我，为推动人类科技的进步贡献自己的力量。

西湖大学王睿助理教授及其团队

本期特邀通讯员

王勣：西湖大学理学院翻译、审校，翻译《透视教育时尚》（外语教学与研究出版社）、审校《光子之舞》（中信出版集团）等书。（来源：中国光学微信公众号）

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41377-025-01863-5