對話“新晉院士” 陳永勝｜讓陽光照進現(xiàn)實！新能源硬核突破的中國智慧

“同學(xué)們是幸運的一代，是真正的寄予厚望的精英，要做到立足于小家，融入大家；始終做到責(zé)任心、決心和恒心；終身保持學(xué)習(xí)狀態(tài)，當不如意時不要抱怨；切記一份付出一份收獲，不負韶華，不忘母校的教育和父母的養(yǎng)育之恩，助力強國建設(shè)、民族復(fù)興偉業(yè)。”

這是新入選的中國科學(xué)院院士，高分子及材料化學(xué)家，南開大學(xué)講席教授、博士生導(dǎo)師陳永勝對南開大學(xué)畢業(yè)生的寄語。這既是對后輩的期許，也是他數(shù)十年科研生涯的真實寫照—— 扎根家國，堅守初心，以點滴突破，匯聚成推動高分子學(xué)科和國家能源科技發(fā)展進步的磅礴力量。

對話“新晉院士” 解鎖科學(xué)密碼

認識陳永勝院士

1963年3月出生，1984年在鄭州大學(xué)化學(xué)系獲學(xué)士學(xué)位，1987年在南開大學(xué)化學(xué)學(xué)院獲碩士學(xué)位，1997年在加拿大維多利亞大學(xué)化學(xué)系獲博士學(xué)位，隨后在美國肯塔基大學(xué)和加州大學(xué)洛杉磯分校從事博士后研究，2004年全職加入南開大學(xué)，任化學(xué)學(xué)院高分子化學(xué)研究所教授。

陳永勝主要從事功能有機高分子/碳納米材料及其在能源轉(zhuǎn)化與存儲領(lǐng)域方面的研究，已取得了多項具有重要國際影響的原創(chuàng)性研究成果，開發(fā)的部分關(guān)鍵技術(shù)已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，為高分子學(xué)科和國家能源科技發(fā)展和進步作出了突出貢獻。截至目前，陳永勝以通訊作者發(fā)表SCI論文400余篇，包括《科學(xué)》《自然·光子學(xué)》《自然·電子學(xué)》《自然·通訊》等，論文他引8萬余次，H-Index為130。2014年至今，他連續(xù)入選科睿唯安全球高被引科學(xué)家，出版專著2部，獲授權(quán)發(fā)明專利30余項。

陳永勝曾獲多項獎勵和榮譽稱號，包括2018年度國家自然科學(xué)二等獎、2010年度天津市自然科學(xué)一等獎、2014年第五屆中國僑界（創(chuàng)新成果）貢獻獎、2015年天津市勞動模范、2017年首批天津市杰出人才、2019年“天津市優(yōu)秀科技工作者”稱號、2024年 “天津市優(yōu)秀教師”稱號。2016年和2022年，他作為首席科學(xué)家兩度承擔(dān)國家重點科技研發(fā)計劃項目。陳永勝還先后擔(dān)任《中國科學(xué)：化學(xué)》《中國科學(xué)：材料科學(xué)》《碳》《儲能材料》等期刊的編輯或編委。

聚焦新材料 領(lǐng)先世界破局領(lǐng)域低谷

11月21日，2025年兩院院士增選結(jié)果正式揭曉，南開大學(xué)講席教授陳永勝當選中國科學(xué)院院士。消息傳來，陳教授及其團隊卻依舊忙碌在科研第一線。

2004年，陳永勝從美國回到母校南開大學(xué)任教，并組建了一支以功能高分子和碳材料及其在綠色能源中的應(yīng)用為核心研究方向的團隊。他回憶道：“當時整個領(lǐng)域處于低谷，光電轉(zhuǎn)化效率在5%左右。許多研究者對有機太陽能電池的未來發(fā)展不抱信心，甚至紛紛退出。而作為最重要的碳納米材料石墨烯的研究在國內(nèi)當時還是空白。”

“國外從事有機太陽能電池領(lǐng)域研究的團隊幾乎全部集中在傳統(tǒng)聚合物活性材料上，如果進行這方面的研究風(fēng)險會很小，但難以形成特色和實現(xiàn)重大突破。”面對當時主流研究集中于聚合物材料的現(xiàn)狀，陳永勝教授憑借敏銳的學(xué)術(shù)洞察力，做出了一個極具膽識的決定： 他果斷地將團隊的研究重點放在了當時充滿挑戰(zhàn)與風(fēng)險的“新型可溶液加工處理的有機小分子和寡聚物活性材料”上，要以此作為突破有機太陽能電池效率瓶頸的利器。

確立了方向，便開始了夜以繼日地攻關(guān)。經(jīng)過多年不懈努力，陳永勝教授團隊開創(chuàng)性地提出了“給體－受體－給體”（A-D-A）構(gòu)架及確定分子結(jié)構(gòu)的溶液可處理高效寡聚小分子光伏材料設(shè)計理念，并設(shè)計合成了一系列高效有機光伏寡聚物材料，為他們后續(xù)的效率飛躍奠定了堅實的材料基礎(chǔ)。

突破17.3% 預(yù)言科研發(fā)展前景

科研的道路沒有終點，只有一座又一座需要攀登的高峰。陳永勝團隊沒有停下腳步。

2017年，陳永勝團隊利用寡聚物材料的互補吸光策略，構(gòu)建了疊層有機太陽能電池，實現(xiàn)了12.7%的光電轉(zhuǎn)化效率，刷新了當時的世界紀錄，并入選“2017中國光學(xué)十大進展”。面對榮譽，陳永勝看得更遠：“下一步，我們將主要解決電池壽命問題，進一步提高能量轉(zhuǎn)化效率。相信有機太陽能電池從實驗室真正走向?qū)嶋H應(yīng)用，實現(xiàn)商品化生產(chǎn)的夢想在不久的將來會成為現(xiàn)實。”

2018年，更加激動人心的消息傳來。團隊設(shè)計與制備的疊層有機太陽能電池材料和器件，實現(xiàn)了17.3%的光電轉(zhuǎn)化效率，再次刷新了世界紀錄。這項成果發(fā)表在國際頂級學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》上，將有機太陽能電池的研究推向了新的高度。

“這一研究結(jié)果縮小了有機太陽能電池與其他光伏技術(shù)效率之間的差距，大幅提升了人們對有機太陽能電池的信心。它同時表明，有機太陽能電池可以實現(xiàn)和無機材料同樣的效率。”當時，陳永勝就以數(shù)據(jù)“算賬”點明了其巨大潛力：“對應(yīng)煤電約1000克二氧化碳/千瓦時的碳排放，現(xiàn)有硅晶光伏全生命周期碳排放僅約30克二氧化碳/千瓦時，而有機光伏對應(yīng)的碳排放更低，僅為幾克二氧化碳/千瓦時。”當時，陳教授就對未來充滿信心：“依據(jù)我們提出的半經(jīng)驗?zāi)Ｐ皖A(yù)測，有機太陽能電池的最高轉(zhuǎn)化效率理論上可以在20%以上。”

實證證明了預(yù)見的準確性——近期，基于A-D-A分子架構(gòu)，他開發(fā)了一類新型的光伏受體材料，目前該類分子實現(xiàn)了>20%的效率，為解決有機光伏開路電壓損失大這一重大難題從分子源頭設(shè)計方面提供了有效策略。

“編織陽光” 無止境的科技創(chuàng)新

陳永勝的科研版圖并不局限于有機光伏。在碳納米材料領(lǐng)域，他的團隊同樣取得了令人矚目的成就。

2019年，他們研獲了一種新型三維石墨烯材料。這種材料能在-269℃的深低溫到1000℃的高溫區(qū)間內(nèi)，始終保持高彈性和穩(wěn)定性，被譽為“太空海綿”，在航天等極端環(huán)境下應(yīng)用前景廣闊。這項工作，彰顯了其在碳材料研究上的深厚積累與創(chuàng)新能力。

創(chuàng)新的科研永無止境。

2018年，英國廣播公司（BBC）對陳永勝團隊研究成果的報道，曾將重點置于新材料的柔性和可印刷方面，而當時，陳永勝教授就已經(jīng)提出：“我們在進一步提高有機太陽能效率的同時，將進一步研究柔性可穿戴的包括透明的有機太陽能電池，同時和儲能設(shè)備結(jié)合，發(fā)展發(fā)電儲電一體化材料和技術(shù)。”2023年年底，陳永勝團隊再次在《科學(xué)》期刊發(fā)表重磅成果。他帶領(lǐng)團隊開發(fā)了一種“僅用太陽光驅(qū)動的全天候自持續(xù)人體熱管理衣物”。

談及這項研究的初衷，陳永勝描繪了一個動人的愿景：“如果可以實現(xiàn)在太陽下制冷，在黑夜里保暖，并且可以利用無限和無處不在的太陽能來實現(xiàn)上述全天候和自持續(xù)的人體熱管理，我們?nèi)祟惖纳婵臻g將獲得極大的擴展。”

這項研究將柔性太陽能電池與電卡熱管理技術(shù)集成于衣物中，成功將人體熱舒適區(qū)擴展了300%以上。面對成就，他依然保持著科學(xué)家的謙遜與進取：“我們將繼續(xù)努力，通過研究，進一步優(yōu)化提升其性能，為綠色能源的更好利用以及提高人類在極地、太空等極端惡劣環(huán)境中的生存能力作出更多的貢獻。”

核心戰(zhàn)略領(lǐng)域 自主創(chuàng)新服務(wù)國家

“中國是人口大國，哪一個行業(yè)或領(lǐng)域都不能靠別人，各行各業(yè)都需要有自己獨立自主的技術(shù)。”陳永勝教授的話是提醒更是鞭策，“在新能源和核心材料這些核心戰(zhàn)略領(lǐng)域，更不能依靠別人。作為科研人員，我們要肩負起責(zé)任。”

其實從最初聚焦于新材料破局領(lǐng)域內(nèi)的傳統(tǒng)研究，就是團隊致力于開發(fā)并引領(lǐng)具有獨立自主知識產(chǎn)權(quán)的新科技開發(fā)，為我國在新能源領(lǐng)域贏得先機。

陳永勝團隊的研究始終以“自主創(chuàng)新、服務(wù)國家” 為導(dǎo)向。

早在六七年前，對于有機太陽能電池的產(chǎn)業(yè)化，他抱有殷切期望并積極布局：“我們在進一步提高有機太陽能效率的同時，將進一步研究柔性可穿戴的包括透明的有機太陽能電池，同時和儲能設(shè)備結(jié)合，發(fā)展發(fā)電儲電一體化材料和技術(shù)。” 他更懷揣著引領(lǐng)中國產(chǎn)業(yè)鏈的雄心：“希望研究團隊和中國企業(yè)緊密合作，實現(xiàn)這一領(lǐng)域中國全產(chǎn)業(yè)鏈獨立自主的太陽能電池制備技術(shù)。”

他自豪且堅定地表示：“在有機太陽能電池這一領(lǐng)域，是為數(shù)不多我們中國人處于比較領(lǐng)先位置的領(lǐng)域，同時我們有自己最核心的材料和完全自主的制備技術(shù)，雖然我們還有很多事要做，但我們完全有能力在這一綠色能源領(lǐng)域的競爭中為國家提供獨立自主和具有國際領(lǐng)先的完全的技術(shù)方案。”

2024年南開大學(xué)畢業(yè)典禮上，陳永勝教授寄語畢業(yè)生“立足小家、融入大家，以責(zé)任心、決心、恒心面對挑戰(zhàn)”，希望大家“學(xué)無止境，要終身保持學(xué)習(xí)狀態(tài)”，祝愿大家“能以山一樣的雄心，海一樣的胸懷，時光一樣的韌性，大膽去擁抱這個必將屬于你們的世界，不負韶華，不負時代，建功立業(yè)，成為國家、社會以及你的家人，特別是你自己引以為豪的人”——這正是其科研生涯的真實寫照。

從毅然選擇冷門方向到引領(lǐng)國際研究潮流，從實驗室的效率突破到心懷產(chǎn)業(yè)化的宏圖，陳永勝教授帶領(lǐng)團隊的研究，不僅是中國科研工作者在綠色能源領(lǐng)域的硬核突破，更彰顯了“把論文寫在祖國大地上” 的使命擔(dān)當，為我國在新能源核心技術(shù)競爭中贏得了先機，也為全球可持續(xù)發(fā)展貢獻了中國智慧。

采寫：記者 單煒煒 鄭寶麗

圖片由南開大學(xué)提供

編輯：隋寅偉