弹指一挥间，回国工作也已近十年。十年如一日，十年做一事，为了十年磨一剑。

  2006年开始独立科研生涯的时候，如何迈出第一步，如何踩点打井，我思索良久。我的梦想是科研成果不仅可以上书架，还能上货架。阳光给我们以光明、温暖和希望。与阳光同行，心中充满爱的阳光，让阳光造福人类，自娱自乐，又与人同乐，这就是我梦中的期待。

  随着化石燃料的枯竭，以及温室效应和环境污染等问题的日趋严重，寻找清洁无污染的可再生能源是人类在21世纪面临的首要任务。而太阳能，作为真正意义上的安全、绿色、洁净能源，是替代化石燃料的绝佳之选。在此背景下，世界各国纷纷将充分开发利用太阳能写入能源战略决策，太阳能光伏发电也已经成为新兴产业，而且方兴未艾。自1953年第一块单晶硅太阳能电池问世以来，商品化太阳能电池已历经了两代：晶硅太阳能电池和以非晶硅、铜铟镓硒为代表的薄膜太阳能电池。尽管这些传统的商品化太阳能电池具有较高的光电转换效率，高成本、高毒性、来源稀缺性和工艺复杂性严重限制了其在可再生能源领域中的大规模应用。

  塑料太阳能电池是20世纪90年代发展起来的新概念太阳能电池，它的活性层材料是有机高分子半导体，具有成本低、重量轻、超薄、柔性、可折叠等特点，非常适宜大面积制备和便携式个性化应用，与晶体硅太阳能电池有很好的互补。在不久的将来，塑料太阳能电池可像衣服一样穿在身上，可像手帕一样放在口袋里，可像窗花一样贴在窗户上。要想实现这些梦想，塑料太阳能电池的效率和稳定性还需进一步提高。

  有机高分子活性层材料对塑料太阳能电池的效率和稳定性起决定作用，是核心技术。按照材料在活性层中的作用不同，有机光伏材料可以分为电子给体和电子受体。过去的几年里，有机光伏材料的研究主要集中在电子给体材料上，且已取得重大突破；与之形成鲜明对比的是，在电子受体材料领域，富勒烯衍生物被认为是最广泛使用、最成功的电子受体，对于其它受体的探索则少之又少或多以失败告终。

  然而，富勒烯受体也存在一些缺点，如：在可见光区吸收弱；难以通过修饰化学结构来调控其电子能级；球形结构在共混薄膜中容易扩散聚集进而损害薄膜形貌和器件的长期稳定性；价格昂贵。因此，科研工作者试图合成非富勒烯受体取而代之，但初期效率极低（低于百分之一），让许多人望而却步，没人愿意啃这块没有肉的硬骨头。

  然而，我始终认为，重给体而轻受体，仅靠给体一条腿走路是走不远的，这严重制约了塑料太阳能电池的发展。我坚信，发现新型受体以替代富勒烯，是塑料太阳能电池领域的关键科学问题和瓶颈问题，纵使再艰难，也是必须要迈过的坎，是将塑料太阳能电池搬上货架的必经曲折。这样的想法坚定了我打这口井的决心，说实在的，这口井下面到底有没有水，我心里没有底，更没有指望在这口井里能喝到甘泉。

  于是乎，我和我的同事早在2006年就开始主攻新型受体材料，当时在国内我们是第一个也是唯一的一个团队啃这块硬骨头，甚至，在国际上这类团队也寥寥无几。山高而路险，我们在这条崎岖的山路上艰难爬行着，没有明艳的鲜花，更没有迷人的景色，栉风沐雨，常与孤独同行，总与挫折相伴。在塑料太阳能电池领域，我们的工作是另类，我们是奇葩，不被人理解和认可。效率是太阳能电池领域的敲门砖，具有一票否决权，我们的论文常常因为效率低被杂志拒稿。审稿人给出两个尖锐的否定意见：一是富勒烯已足够好，无需替代。二是效率太低，没有发展前途。

  道阻且难，然而我们没有放弃。我是贫苦农民的儿子，家境的贫寒和历经的苦难塑造了我吃苦耐劳、脚踏实地、坚韧不屈和甘于寂寞的性格。我每天工作12小时以上，没有周末和假期。我的学生也心甘情愿地跟我走这条风雨凄凄的山路。我们屡战屡败，屡败屡战，自娱自乐，孤芳自赏。十年来，我们一直在挑战自我，刷新记录，效率从不到1%到接近10%，如今已经可与富勒烯平起平坐。可喜的是，我们新受体成本相对便宜，太阳能电池器件的稳定性也优于富勒烯，而且我们也已然实现了从实验室小尺寸器件到卷对卷加工大尺寸柔性面板的跨越。

  2007年，我们在《美国化学会志》上发表了我们团队的首篇非富勒烯太阳能电池的论文，报道了世界上第一个稠环芳酰亚胺高分子受体，如今已被引用560多次。迄今我们在非富勒烯塑料太阳能电池领域发表了40余篇高质量论文，7篇论文入选基本科学指标数据库（ESI）热点论文，15篇论文入选ESI高被引论文，这40余篇论文被引用3000余次，论文的数量和被引次数在非富勒烯受体领域均居世界第一。本领域世界知名科学家多次用“先驱”、“首次”、“最好”、“最高效率”、“引领”等词汇来评价我们的工作，如：“这一先驱性工作推动了稠环芳酰亚胺高分子的发展”，“此工作代表着非富勒烯受体的新方向”。本领域许多知名课题组来信商讨与我们团队开展合作。国内外一些知名企业也开始与我们联系，希望将我们的非富勒烯受体材料搬上货架，推向市场，以满足该领域的发展需求。

  为了让同行了解和接受我们的非富勒烯受体，为了鼓励更多的同行加入非富勒烯受体的研究队伍，为了促进本领域的发展和壮大，十年间我在国内外学术会议、大学和研究机构一共做了80多场学术报告，应邀在国际著名期刊上撰写了6篇综述文章，发表了5篇封面文章。功夫不负有心人，我们的真诚和坚守打动了同行，我们实实在在的进步和不断刷新的电池效率鼓舞了同行。令人欣慰的是，最近两年，越来越多的研究者认可了非富勒烯受体材料的重要性和发展潜力，越来越多的研究者加入了这个研究方向。从事非富勒烯受体的研究人数呈几何级数增长，发表的论文数呈几何级数增长，论文被引次数呈几何级数增长。目前，国内外关于非富勒烯塑料太阳能电池的工作开展得如火如荼，“这正如地上的路，其实，地上本没有路，走的人多了，也便成了路”。

  回顾自己十年来走过的路，路途修远，上下求索，时有艰辛，常有挫折。然而，十年质实如一日，十年沉毅做一事，换来的是自信，学术的自信，人生的自信。三年前，我加盟北大工学院，再次整装待发，扬帆远航。在下一个十年，我和我的团队会打好非富勒烯受体塑料太阳能电池的攻坚战，让塑料太阳能电池因非富勒烯受体而迈向新纪元。

作者简介：

  占肖卫，北京大学工学院材料科学与工程系教授、副系主任、高分子化学与物理教育部重点实验室副主任。2006年入选中科院“百人计划”，2010年获国家杰出青年科学基金，2013年担任Journal of Materials Chemistry C副主编，2014年当选英国皇家化学会会士（Fellow of the Royal Society of Chemistry）。长期从事有机高分子光电功能材料和器件的研究，发表SCI论文190篇，被引用8700余次，入选爱思唯尔2014年中国高被引学者榜单。

来源：北京大学工学院重建十周年特辑《百载传承 十年臻工》。