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海外優(yōu)青教父

Edward Sargent教授特別猛，每年發(fā)表將近十篇Nature/Science正刊，培養(yǎng)了幾十個海外優(yōu)青，他們課題組堪稱海外優(yōu)青的搖籃，而Sargent教授就是海外優(yōu)青教父了。

毋庸置疑，Sargent高水平團隊出來的科研人員是極其厲害的，團隊成員來自世界各地。

然而，許多人回國后獲得了“海外青年科學(xué)家”等聲望高的頭銜和大量的研究資源，這些研究人員繼續(xù)在相似的領(lǐng)域工作，但這一現(xiàn)象對科學(xué)創(chuàng)新既有積極，也有潛在的負(fù)面影響。比如，某一個領(lǐng)域熱度上來后，會產(chǎn)生大量的高檔次文章，平衡積極影響和潛在擔(dān)憂對于促進廣泛的科學(xué)創(chuàng)新至關(guān)重要。大量引進‘鈣鈦礦海外優(yōu)青’項目是否會導(dǎo)致僧多粥少，嚴(yán)重內(nèi)卷？

積極影響：在Sargent教授這樣的高水平研究團隊中接受培訓(xùn)和經(jīng)驗，可以顯著提高歸國科學(xué)家的技能水平和研究質(zhì)量。他們接觸到的前沿研究和國際合作網(wǎng)絡(luò)可以促進創(chuàng)新，提高本國的研究標(biāo)準(zhǔn)。

潛在擔(dān)憂：然而，將資源集中在來自著名海外實驗室的研究人員身上可能會導(dǎo)致某些科學(xué)領(lǐng)域研究主題和方法的多樣性不足。如果新的、可能有風(fēng)險或非傳統(tǒng)的想法沒有得到充分的探索或資助，這可能抑制創(chuàng)新。

揭榜掛帥或許才是好辦法，而不是招人回來發(fā)文章，比如：誰能解決這些光電器件的穩(wěn)定性問題，就是‘英雄優(yōu)青’。

手握三個法寶，月月發(fā)頂刊

Sargent教授剛從加拿大多倫多大學(xué)跳槽到美國西北大學(xué)，別的研究人員跳槽可能需要點時間來構(gòu)建團隊和恢復(fù)發(fā)文水平，而Sargent教授堪稱傳奇，跳槽期間保持高產(chǎn)！

2023年發(fā)表了120來篇論文，平均3天一篇。除了高產(chǎn)，他的文章引用還超級高，今年被引用24000次（很多人一輩子達(dá)不到的引用量），平均每天有65次引用，可以說膠體量子點、光伏電池、光探測器、發(fā)光材料、二氧化碳的電化學(xué)還原領(lǐng)域都是他的復(fù)讀機。

Sargent教授保持高質(zhì)量高產(chǎn)有三個法寶：高效團隊+全球表征+DFT計算。

1.?Sargent名聲在外，能夠招到全世界的優(yōu)秀人才，并且構(gòu)建了成熟的組織架構(gòu)，讓科研、行政、后勤各司所職，高效運行。

2.?全球表征：Sargent的合作者遍布全球，能夠調(diào)用全球先進的表征手段，所以經(jīng)常看到他的文章是很多作者+很多單位。

3.?DFT計算：很多時候，作者不能說‘我認(rèn)為xxx是這樣的’，而應(yīng)該說‘DFT計算得到xxx這樣的結(jié)果’，畢竟大家都是各執(zhí)己見的科研工作者，憑啥聽你的，用DFT計算才能讓對方聽進去。

2023年Sargent團隊正刊文章連連看

最后，欣賞下宇宙第一材料團隊的Nature/Science正刊文章，每月不是正刊就是大子刊。

1. 2023年2月17日 – Rational design of Lewis base molecules for stable and efficient inverted perovskite solar cells (發(fā)表于《Science》雜志)

這個研究通過路易斯堿分子的合理設(shè)計，顯著提升了倒置鈣鈦礦太陽能電池的穩(wěn)定性和效率。特別是，引入了1,3-雙(二苯基磷基)丙烷（DPPP），該分子通過與鈣鈦礦薄膜表面的鉛原子形成堅固的鍵合，有效鈍化了界面和晶界。實驗結(jié)果顯示，經(jīng)DPPP處理的倒置鈣鈦礦太陽能電池效率提升，且在連續(xù)的AM1.5光照條件下運行超過3500小時。

此外，DFT計算進一步解釋了DPPP分子與鈣鈦礦薄膜的相互作用：DPPP分子能夠有效地鈍化鈣鈦礦薄膜的表面缺陷，減少非輻射復(fù)合，從而提高鈣鈦礦電池的光電性能。

2. 2023年5月25日 – Constrained C2 adsorbate orientation enables CO-to-acetate electroreduction (發(fā)表于《Nature》雜志)

這項研究開發(fā)了一種新型電化學(xué)方法，將二氧化碳（CO₂）和一氧化碳（CO）有效轉(zhuǎn)化為乙酸鹽。研究團隊在銅和銀的稀釋合金材料中，通過分散低濃度的銅原子，增加了向乙酸鹽的選擇性轉(zhuǎn)化。實驗表明，該材料的乙酸鹽選擇性比之前的最佳報告還提高了一個數(shù)量級，達(dá)到了12:1的比例，顯示了在提高化學(xué)品去碳化制造方面的巨大潛力。

3. 2023年6月1日 – Suppressed phase segregation for triple-junction perovskite solar cells (發(fā)表于《Nature》雜志)

這項研究旨在解決鈣鈦礦太陽能電池中的相分離問題，尤其是在三結(jié)鈣鈦礦太陽能電池的頂部子電池中。研究者采用銣/銫混合陽離子無機鈣鈦礦作為頂部子電池的吸收層，制造了全鈣鈦礦三結(jié)太陽能電池，并取得了24.3%的效率（23.29%的準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)效率），這是目前報道中首次實現(xiàn)的鈣鈦礦基三結(jié)太陽能電池的認(rèn)證效率。這個三節(jié)疊層電池在最大功率點運行420小時后，仍能保持初始效率的80%。

此外，這個研究還探討了晶體結(jié)構(gòu)的變化，通過X射線衍射數(shù)據(jù)和DFT計算，分析了銣替代銫位點導(dǎo)致的晶格畸變。這些結(jié)構(gòu)的變化有助于提高材料的穩(wěn)定性和效率。

4. 2023年7月14日 – Engineering ligand reactivity enables high-temperature operation of stable perovskite solar cells (發(fā)表于《Science》雜志)

這項研究主聚焦于提升鈣鈦礦太陽能電池在高溫條件下的穩(wěn)定性。研究團隊通過引入低反應(yīng)性的銨基配體，有效鈍化了鈣鈦礦薄膜的界面，減少了與薄膜的反應(yīng)性。這種策略在85°C的高溫和50%相對濕度條件下保持了電池的穩(wěn)定運行，超過1560小時.

這項工作不僅為提高鈣鈦礦電池的熱穩(wěn)定性提供了有效的策略，而且對于將來太陽能電池的實際應(yīng)用和商業(yè)化具有重要意義，特別是在高溫和高濕度環(huán)境下的應(yīng)用。DFT計算配體的各種性能，有助于篩選出合適的配體，實現(xiàn)高效能和高穩(wěn)定性的太陽能電池，進一步推動太陽能技術(shù)的發(fā)展。

5. 2023年7月24日 – Publisher Correction: Regulating surface potential maximizes voltage in all-perovskite tandems (發(fā)表于《Nature》雜志)

這是針對《Nature》雜志上先前發(fā)表的《Regulating surface potential maximizes voltage in all-perovskite tandems》文章的更正聲明。聲明中指出，原文中“Solar cell fabrication”部分的一個關(guān)鍵小節(jié)在最終版本中遺漏，該錯誤已更正，確保了科學(xué)文獻(xiàn)的準(zhǔn)確性和完整性。

6. 2023年8月10日 – Homomeric chains of intermolecular bonds scaffold octahedral germanium perovskites (發(fā)表于《Nature》雜志)??

這項研究致力于優(yōu)化鍺基鈣鈦礦材料的結(jié)構(gòu)和性能。研究團隊通過在晶體結(jié)構(gòu)中引入由非共價鍵（氫鍵和鹵鍵）形成的均質(zhì)鏈，有效抑制了結(jié)構(gòu)的扭曲，并優(yōu)化了材料的光電性能。這種創(chuàng)新方法為提高低離子半徑金屬中心（如鍺）鈣鈦礦材料的性能提供了新的方向，有望推動鈣鈦礦材料在光伏和光電領(lǐng)域的進一步發(fā)展。

7. 2023年11月17日 – Bimolecularly passivated interface enables efficient and stable inverted perovskite solar cells (發(fā)表于《Science》雜志)

這篇文章探討了如何提高倒置鈣鈦礦太陽能電池的效率和穩(wěn)定性。作者專注于改進倒置鈣鈦礦太陽能電池，這種電池在操作穩(wěn)定性方面有潛在優(yōu)勢，但其能量轉(zhuǎn)換效率通常較低，主要是由于非輻射復(fù)合損失，尤其是在鈣鈦礦/C₆₀界面。為了克服這一挑戰(zhàn)，研究團隊采用了兩種不同的功能分子來對界面進行雙分子鈍化。通過使用含硫的甲基硫分子來鈍化表面缺陷，并通過強配位和氫鍵來抑制復(fù)合，同時使用二銨分子來減少接觸誘導(dǎo)的界面復(fù)合。

這種方法顯著增加了載流子壽命，減少了光致發(fā)光量子產(chǎn)率損失，并實現(xiàn)了倒置鈣鈦礦電池的認(rèn)證準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)效率達(dá)到25.1%。在65°C的環(huán)境下，這種電池在空氣中能穩(wěn)定運行超過2000小時。此外，研究人員還制備了全鈣鈦礦串聯(lián)太陽能電池，其效率達(dá)到了28.1%。

8. 2023年12月14日 – Low-loss contacts on textured substrates for inverted perovskite solar cells (發(fā)表于《Nature》雜志)

這篇文章主要探討了在倒置鈣鈦礦太陽能電池中使用質(zhì)子化自組裝單層（SAMs）作為低損耗接觸來提高效率的方法。研究發(fā)現(xiàn)，在FTO紋理基底上使用SAMs可以有效提高鈣鈦礦太陽能電池的性能。尤其是，通過在FTO基底上使用磷酸基分子作為SAMs的組成部分，可以實現(xiàn)更高的電池效率。為了解決SAMs在紋理表面上的不均勻分布問題，研究團隊開發(fā)了一種共吸附劑策略。他們發(fā)現(xiàn)，添加3-巰基丙酸（3-MPA）可以減少SAMs中的聚集現(xiàn)象，從而提高SAMs在FTO上的均勻性。這種策略不僅提高了SAMs的覆蓋率，還改善了界面電子結(jié)構(gòu)。實驗結(jié)果表明，使用改進的SAMs的電池能夠?qū)崿F(xiàn)25.3%的效率，并在認(rèn)證的準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)條件下達(dá)到24.8%的效率。

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