上海交通大学研究生“学术之星”评选活动作为交大研究生最高水平的学术评选活动,旨在深入贯彻落实全国教育大会精神,选树品学兼优的交大研究生典型,发挥朋辈引领作用。
在“学在交大”的氛围中,他们以探索回应未知,以创新推动前沿。本期专访,让我们一起走近这位“学术之星”,聆听他的科研故事。
人物介绍
唐宏才,材料科学与工程学院2021级直博生,指导老师为韩礼元讲席教授和韩奇峰副教授。主持国自然基金博士生项目、入选首届中国科协青年托举人才工程博士生专项。博士研究方向为基于自组装分子层的高效稳定钙钛矿太阳电池,目前以第一或共一作者在Science、Nat. Commun. 、Adv. Mater.期刊发表论文3篇,以第一申请人申请中国发明专利5项,其中发表于Science的强化分子自组装研究的论文引用超过300次,入选web of science的高被引论文以及热点论文。曾获博士生国家奖学金等多项荣誉和奖励。
人物专访

请简单介绍一下您的研究领域和方向,具体是聚焦哪些问题呢?
我的研究聚焦于自组装单分子层材料在钙钛矿太阳电池中的应用,这种材料只有一层分子那么薄,因此载流子可以轻松地“穿过去”,降低对太阳电池的内阻的影响。我目前的主要研究内容是解决两大核心问题:一是分子的均匀覆盖;二是通过分子设计提升太阳电池的效率和稳定性。


在您看来,这个方向正处于发展阶段?近年来有哪些值得关注的内容前沿进展呢?
当前,钙钛矿太阳电池领域正处于从基础研究向产业化快速过渡的关键阶段。学术界的研究重心已不再局限于刷新实验室里小面积电池的效率纪录,而是更深入地探索材料在真实工况下的稳定性与大面积制备的均匀性问题。近年来,前沿进展主要体现在两个维度:一是界面工程的精细化,比如通过自组装单分子层精准调控载流子的传输路径,实现电池内外电路的完美匹配;二是缺陷钝化的机理突破,即从原子层面理解并修复材料内部的缺陷,从而在提升效率的同时大幅延长器件的使用寿命。这一阶段的进展,正为这项颠覆性技术从实验室走向大规模应用铺平道路。

科研经历分享

如果把您的科研之路分成几个阶段,你觉得是哪几个阶段,每个阶段有什么特点呢?
我的科研之路大致可分为三个阶段。首先是启蒙探索期,博士刚入学时,面对此前未接触过的钙钛矿领域,我用了近一年时间反复摸索实验工艺,从最初"怎么做都不对"的挫败中积累起第一手经验,学会了与失败共处。其次是厚积薄发期,在掌握了基础工艺后,我开始专注于"自组装单分子层"这一细分方向,通过系统优化分子设计和界面工程,终于实现了效率和稳定性的突破性提升,发表了首篇高水平论文。目前是聚焦深耕期,我不再只追求效率纪录,而是更关注器件的稳定性机制和大面积制备的均匀性难题,希望能推动这项技术真正走出实验室。


您是在什么契机下选定当前的研究方向的呢?
我的研究方向是在博士期间的迷茫与探索中逐渐明确下来的。刚进入课题组时,我只是跟着导师的安排做钙钛矿电池的基础工艺,并没有特别清晰的兴趣点。转折发生在一个偶然的实验里:当时我尝试在空穴传输层引入一种新型的自组装分子,原本只是为了改善薄膜的覆盖度,结果测试发现器件的效率和稳定性都出奇地好。那个小意外让我意识到,界面才是钙钛矿电池里隐藏的钥匙————它只有几个纳米厚,却能决定整个器件的命运。从那以后,我开始主动查阅界面工程相关的文献,反复调整分子结构、优化组装工艺,一点点把“偶然”变成了“必然”。现在回想,与其说是我选定了方向,不如说是那个偶然的实验结果,恰好撞上了我内心对这件事的好奇与执着。

科研感悟

回顾这些年的历程,您对科研有着哪些体会与思考?
回顾这些年的科研历程,我最大的体会是:科研是一场与不确定性共舞的修行。在态度上,我学会了与失败和解————实验做不出来是常态,而每一次"失败"其实都是在排除错误选项,让你离正确答案更近一步。在方法上,我深刻体会到细节决定成败,钙钛矿电池的界面只有几个纳米厚,稍微改变一下溶液的浓度或旋涂的转速,结果可能天差地别,所以"把简单的事重复做对"本身就是核心竞争力。在论文写作上,我的经验是"讲一个完整的故事"比堆砌数据更重要,要让审稿人清楚知道你解决了什么问题、为什么这个问题重要。而在演讲报告方面,我始终提醒自己:听众不需要知道你做实验的所有细节,他们想知道的是你思考问题的逻辑。

导学关系

在您看来,理想的导师和博士生关系应该是怎样的?
在我看来,导师与博士生之间最理想的关系,应当是一种基于共同学术理想的价值共同体。导师作为学术道路的引路人,以深厚的学术素养和前瞻的视野为学生指明方向,其责任在于“传道授业解惑”,既要传授治学之法,更要培育立身之德。博士生则是在传承中创新、在探索中突破的生力军,以青春的激情和敏锐的洞察为学术殿堂注入新的活力。双方以真理为追求,以创新为使命,在严格的学术训练与自由的思想碰撞中教学相长。


和导师一起讨论科研问题
国内、国际学术交流参与情况及相关建议

您觉得参与一次学术交流或参加一场学术会议,有什么要做的准备呢?
关于科研交流,我给学弟学妹的建议是:把每一次交流都当成“带着问题去,拿着方案回”的主动出击。参加学术会议前,可以先列一个清单————自己当前卡在哪个环节、想请教谁、想了解哪个课题组的最近进展,这样听报告时才会有靶向性。提问环节不要为了露脸而提问,真正的收获往往来自茶歇时的“闲聊”,一杯咖啡的时间可能比听一天报告都有价值。遇到领域内的大牛,不用怯场,多数科学家都乐于与年轻人讨论,你只需要真诚地说:“我对您某篇文章里的一个细节特别感兴趣,能请教一下吗?”最后,也是最重要的:交流回来一定要整理,哪怕只是几百字的笔记,把触动你的观点、可能用到的方法及时固化下来,否则那些灵光一现很快就会消失。


与国际专家合影
课余生活

科研之外,您有什么兴趣爱好呢?
科研之外,打篮球是我最主要的放松方式。每周都会和朋友们约上一场,纯粹为了出出汗、换换脑子。球场上注意力全在跑位和配合上,那种专注本身就很解压。


材料学院篮球赛冠军合影
小编有话说
在交流中,唐宏才同学以通俗的方式阐释了自组装单分子层材料在钙钛矿太阳电池中的应用,展现出拆解复杂科研问题的专业能力。他秉持 “为者常成,行者常至” 的信条,自博士入学之初便潜心探索、稳步摸索,在不断试错中积累经验,在导师悉心指导下深耕细分研究领域,最终实现厚积薄发,于《Science》等顶尖期刊发表高被引成果。他深谙科研与不确定性相伴的本质,注重实验细节、善于学术交流,将失败当作靠近真理的过程,把交流中的思想碰撞转化为科研动力。唐宏才同学扎根前沿、不惧挫败的科研态度,以及求真务实、潜心探索的治学习惯,展现了一名青年研究者在材料科学领域不断积累与探索的过程。
