2025年新年的第一天，nature light: science & applications发布了Henry Snaith perovskite optoelectronics journey一文，这个蛮有深意，特翻译分享！
编者按
2012 年，Henry Snaith（亨利・斯奈斯）教授展示了第一个固态钙钛矿太阳能电池（PSC），其效率达到了 10.9%，这引发了人们对钙钛矿材料的浓厚兴趣和研究热潮，因为其有望彻底改变光伏（PV）产业。在过去的二十年里，钙钛矿光电子学取得了显著进展，在效率、稳定性和商业可行性方面都有了重大提升，这使得这些材料从科学上的新奇事物转变为广泛应用的领先平台，特别是在光伏和发光二极管（LED）领域。亨利・斯奈斯教授当选为英国皇家学会院士，得益于他在高效太阳能电池中使用钙钛矿的开创性发现。除了学术角色外，亨利还是两家衍生公司牛津光伏有限公司（Oxford PV Ltd.）和赫利奥显示材料有限公司（Helio Display Materials Ltd.）的联合创始人兼首席科学官，这两家公司分别专注于金属卤化物钙钛矿光伏和发光应用的商业化。自 2012 年以来，他的团队一直在引领全球研发界推进对钙钛矿的基础理解和实际应用。2024 年 9 月 5 日，牛津光伏宣布全球首次商业销售下一代钙钛矿叠层太阳能电池板，其发电量比标准硅电池板高出 20%。在与《光：科学与应用》的一次深入对话中，金属卤化物钙钛矿光电子学的先驱亨利・斯奈斯教授分享了他的故事，讲述了科学好奇心、对意外结果的密切观察以及偶然发现如何促使钙钛矿成为固体光吸收剂，以及实现 PSC 卓越效率的关键发现和突破。他强调了他的团队在 PSC 技术从最初发现到目前令人兴奋的商业化进程中所做出的重大贡献，包括叠层太阳能电池的开发以及对 p-i-n 结构的探索以提高稳定性。此外，他还表达了对钙钛矿 LED 未来以及钙钛矿光电子技术相关环境和安全问题的看法。采访还进一步探讨了亨利从一名本科物理学生到著名科学家的历程。他的职业成功无疑得益于他对即时现实影响的雄心壮志，以及他对更高效、低成本和可持续能源解决方案的不懈追求，以应对全球环境挑战。当被问及诺贝尔奖的可能性时，亨利承认 PSC 技术因其科学进步和对应对气候变化全球挑战的重大贡献而值得获得这样的认可。展望未来，亨利表示有兴趣为公共政策做出贡献，特别是在可再生能源和教育改革领域，重点是创建一个更具包容性的教育系统，以更好地支持神经多样性。
亨利・斯奈斯教授简介 (图片来源：nature)
亨利・詹姆斯・斯奈斯教授于 1978 年出生。1989 年至 1996 年，他在诺福克的独立学校格雷沙姆学院接受教育。2001 年，他在布里斯托大学完成本科学业，并于 2005 年在剑桥大学在理查德・弗伦德教授的指导下获得聚合物太阳能电池博士学位。完成博士学位后，亨利在洛桑联邦理工学院（EPFL）的迈克尔・格拉策尔教授手下进行了两年的博士后研究。2006 年，他回到剑桥大学卡文迪许实验室，担任克莱尔学院的初级研究员。此后，他于 2007 年被任命为英国研究理事会（RCUK）研究员，随后晋升为牛津大学克拉伦登实验室的物理学 Reader 和教授。现在，他是宾克斯可再生能源教授。亨利的研究重点是下一代低成本光伏的新材料和器件架构。他的研究小组致力于通过溶液或气相沉积方法处理有机、金属氧化物和金属卤化物钙钛矿半导体。他的跨学科工作涵盖了从新材料合成和发现到器件制造和开发、先进表征方法以及理论建模等多个领域。亨利的成就包括发现高效固态有机 - 无机金属三卤化物钙钛矿基薄膜和介孔太阳能电池。他于 2010 年共同创立了牛津光伏公司，最初旨在将太阳能电池商业化，用于建筑集成的公用事业规模光伏应用。他还是赫利奥显示材料有限公司的联合创始人兼首席科学官，致力于将金属卤化物钙钛矿商业化用于发光应用。赫利奥显示材料目前专注于用于颜色转换的钙钛矿，为增强现实应用实现全彩色微型 LED 显示器。他于 2012 年获得英国物理学会（IOP）克利福德・帕特森奖章和奖金，并于 2014 年获得美国材料研究学会杰出青年研究员奖。他于 2015 年当选为英国皇家学会院士。2016 年 5 月，他获得了欧洲材料研究学会颁发的 EU - 40 材料奖。2017 年 10 月，他获得了 IOP 詹姆斯・焦耳奖章和奖金。2020 年 9 月，他获得了贝克勒尔奖。他于 2021 年获得路易斯维尔大学颁发的可再生能源利・安・康恩奖和 2021 年光电学兰克奖。他还在 2013 年被评为《自然》杂志的十位重要人物之一，并在 2016 年被汤森路透知识产权与科学业务评选为世界上最具影响力的科学头脑榜单中排名第二，该榜单通过引文分析确定了在各自研究领域中产生最重大影响的科学家。
采访内容
Q1. 2012 年，您展示了第一个效率为 10.9% 的固态钙钛矿太阳能电池（PSC），这引发了 PSC 研究的热潮。您为什么选择钙钛矿用于固态染料敏化太阳能电池？是什么促使您采用这样的器件制造方法，例如用绝缘体替代，使用混合卤化物？
2007 年我在牛津大学开始教职工作后，与当时在东邦大学任教的一位非常好的同事兼朋友村上拓郎（Takurou Murakami）获得了一项日英合作资助。我派了一名博士生去东邦大学，我们在讨论并试图确定他应该研究什么。我们决定让这名学生探索钙钛矿材料作为我们固态染料敏化太阳能电池（DSSC）中的吸收剂。当时，我仍然认为多孔结构对于固态染料电池来说是理想的，但我们需要更有效的光吸收剂。我们使用的染料吸收不够强，所以我们尝试用像 P3HT 这样的光吸收聚合物和其他半导体聚合物填充孔隙。不幸的是，我们用这些聚合物无法实现高电流密度。我们还研究了量子点，我本人在实验室合成了硫化铅量子点，但我们很难获得高的色比，效率只有百分之几。在我们寻找新的光吸收剂期间，东邦大学的宫坂力（Tsutomu Miyasaka）在 2009 年发表了一项关于在液态电解质染料电池中使用钙钛矿与多孔结合的研究。我认为我们可以在固态染料电池中尝试这些材料，但当时，我不知道它们的性能会有多好。我预期可能只有 1% 或 2% 的效率。令人惊讶的是，我们第一批使用钙钛矿吸收剂与的太阳能电池效率就超过了 6%—— 它立刻就起作用了。
Q2. 自那次成功以来，您已经发表了 100 多篇关于钙钛矿光伏的论文并创办了公司。能否请您强调一下在过去 20 年中您在 PSC 研究方面取得的主要进展 / 里程碑？
2009 年首次将钙钛矿材料用于 DSSC 时，效率仅为几个百分点，但这项工作为未来的研究奠定了基础。自从我们报告了我们的发现以来，几乎所有从事有机光伏研究的人都将重点转向了平面异质结结构。PSC 的效率在几年内迅速超过了 20%。第一批高效钙钛矿 LED 大约在 2014 年被报道。
在这二十年中，我们的另一个重要发现可能是在 2017 年，涉及器件配置。最初，我们使用了所谓的 n - i - p 结构，其中 n 型材料，通常是，在底部，p 型材料，一种有机空穴导体，在顶部。为了探索其他可能性，我们还制作了 p - i - n 电池，其中 p 型材料放在底部，n 型材料在顶部。我们在 p - i - n 电池中使用的第一种材料是 PEDOT:PSS 和 PCBM 富勒烯，这在有机光伏中是熟悉的。这种结构效果还不错，尽管它从未达到 n - i - p 结构的性能。然而，在 2017 年，我们发现 p - i - n 结构比 n - i - p 配置稳定得多。因此，我们将我的研究小组约 90% 的精力转移到了 p - i - n 电池上。这种配置也与多结电池高度兼容，我稍后会讨论这一点。
除了稳定性，另一个关键因素是效率，特别是在现有硅技术的背景下。该行业已经取得了重大进展，虽然钙钛矿在单层配置中现在已经达到了硅的效率水平，但引入一种仅仅与硅效率匹配的新技术是具有挑战性的。为了真正竞争，我们需要提供更高的效率。认识到这一点，我们很早就将重点转向了叠层太阳能电池。事实上，我们的第一批专利，在我们发表第一篇论文之前提交的，就确定了钙钛矿的高电压特别适合用于叠层太阳能电池。这些专利包括关于在叠层太阳能电池中使用钙钛矿的权利要求，从那以后我们一直在继续研究这个概念。
这个领域的一个主要挑战是调整钙钛矿的带隙，混合卤化物在这方面被证明是非常相关的。通过调整碘化物和溴化物的比例，我们可以实现与硅配对的理想带隙。此外，通过从铅过渡到锡，我们可以降低钙钛矿的带隙，从而能够使用精确调整带隙的薄膜材料创建全钙钛矿叠层或三结电池。从 2014 年开始，我们研究的很大一部分都集中在优化这些材料和完善多结电池的器件堆叠上。
在过去的十年中，其他主要发展也出现了。稳定性已成为一个越来越重要的主题，特别是在理解如何减缓光诱导降解方面，光诱导降解是由于温度、光和电场引起的。早期，关于钙钛矿中离子的作用以及我们报告的效率是否准确存在许多问题。最初，我们报告电流 - 电压扫描，但我们很快意识到需要报告稳态效率。因此，我们引入了钙钛矿的稳态测量以及最大功率点跟踪。今天，所有记录的效率都是以最大功率点跟踪或稳态效率报告的。
虽然我们现在对离子对效率的影响有了更好的理解，但移动离子对长期运行稳定性的影响仍然是一个热门研究课题。当这些材料暴露在高温、阳光和不同的环境条件下时，钙钛矿中会产生更多的移动离子。这些离子会影响器件的电子性能和整体性能。尽管我们在这个领域已经有了相当的理解，但仍有很多工作可以做。
Q3. 在展示了高效钙钛矿光伏之后不久，您创办了牛津光伏公司，致力于商业钙钛矿光伏产品的研发。当时，您认为 PSC 将在未来十年内实现商业化。那么，现在我们距离在市场上看到真正的 PSC 面板还有多远呢？正如您所说，钙钛矿的稳定性是一个巨大的挑战。那么，您认为商业 PSC 的寿命可能是多少呢？
在本季度内将会有重大进展。公用事业规模的太阳能电池板进展顺利。这些电池板由 72 个电池组成，每个电池板尺寸约为两米乘一米。它们是为太阳能农场准备的，所以它们将交付给一个真正的太阳能农场客户。这是真正的商业发货，并且已经付款。目前我不能透露成本。牛津光伏可能很快会发布新闻稿，也许在下周或几天内，但肯定在本季度，即第三季度。这些电池板使用硅基钙钛矿叠层技术，效率非常高。在实验室中，效率已经超过了 33%，但对于实际模块，认证效率约为 26.9%。我们销售的第一款产品的全面积效率约为 24.5%。关于产品的寿命，我不能透露确切的预测寿命，但它对我们的公用事业客户来说是可以接受的。目标是在全面生产线启动并进行大规模生产后，为电池板提供 25 年的质保。在首次部署之后，产量将大幅提高。该公司目前正在增加产量，在德国勃兰登堡有一条生产线。然而，这条生产线的产能将达到 100 兆瓦的上限，所以我们正在筹集资金建设一条千兆瓦规模的生产线。
2024 年 9 月 5 日（采访后两周），牛津光伏宣布全球首次商业销售钙钛矿叠层太阳能电池板，其发电量比标准硅电池板高出 20%。这些电池板由牛津光伏位于德国哈弗尔河畔勃兰登堡的兆瓦级生产线生产的硅基钙钛矿电池提供动力。
亨利・斯奈斯教授在实验室里拿着一个钙钛矿串联太阳能电池。 (图片来源：nature)
Q4. 这真是个非常令人激动的消息！恭喜！这是否意味着政府允许钙钛矿太阳能电池（PSC）被广泛应用了呢？钙钛矿有一个负面情况，那就是迄今为止，铅一直是所有高性能钙钛矿太阳能电池中的主要成分，这在器件制造、使用以及报废处理过程中引发了毒性方面的问题。您对这个问题是怎么看的呢？
铅在钙钛矿太阳能电池中的使用确实引发了合理的环境和健康方面的担忧，这是不容忽视的重要问题。
从科学研究角度来看，我们团队以及全球许多研究小组都在积极探索替代方案，尝试去开发无铅或者含铅量极低的钙钛矿材料体系，并且已经取得了一些有希望的进展。例如，通过用其他元素部分或完全替换铅元素，来维持甚至提升电池的性能，同时消除毒性隐患。
在实际应用方面，目前对于含铅钙钛矿电池的整个生命周期管理变得至关重要。这意味着从生产环节就要严格把控，采用先进的防护措施以及环保的工艺流程，尽量减少铅泄漏到环境中的风险。在部署使用阶段，确保电池的封装足够可靠，防止铅在正常使用过程中渗出。而到了电池报废需要处置的时候，要有专业且规范的回收流程，以便能安全地回收铅或者对废弃电池进行无害化处理，避免对土壤、水源等造成污染。
另外，监管机构也在密切关注这个问题，制定越来越严格的标准和规范，来确保钙钛矿太阳能电池产业在发展过程中能妥善应对铅的毒性问题，在保障环境和公众健康的前提下，推动这项很有前景的技术走向大规模应用。所以，虽然铅的毒性是个挑战，但通过多方共同努力，是有望妥善解决的，让钙钛矿太阳能电池能够在可持续发展的框架内发挥其巨大优势。
Q5. 鉴于 PSC 已经商业化，您认为钙钛矿光电子学的学术研究应该重点关注什么？
这只是钙钛矿发展历程的开端。随着多结电池以及更先进概念的出现，太阳能电池的效率有潜力朝着 50% 及更高水平持续提升。这将需要学术界开展更多基础性研究工作。降解和长期稳定性仍然知之甚少，因此深入探究金属卤化物钙钛矿及其器件中可能发生的降解过程仍大有裨益。对于太阳能电池而言，类似于硅模块的发展趋势，我们需要将其运行寿命延长至 50 年。钙钛矿 LED 的发展程度远不及太阳能电池，我们需要提高纯蓝色 LED（发射波长约为 470nm）的效率，并将其运行稳定性提高两到三个数量级。此外，寻找这一极具吸引力的半导体家族的其他用途也存在巨大机遇。
Q6. 在高效钙钛矿光伏实现后不久，钙钛矿 LED 和激光器也得到了验证。钙钛矿 LED 相对于其同类产品，如柔性可溶液加工的有机 LED 和低成本的 GaN LED，有哪些主要优势？
钙钛矿相对于有机材料的一个显著优势在于其卓越的色纯度以及在有源层内重新吸收和再发射光的能力，这一过程被称为光子循环。与有机材料相比，这一特性使钙钛矿能够在器件中实现更高的辐射效率。
像氮化镓（GaN）LED 这样的材料可以实现非常高的量子效率，通常超过 80%。这种高的效率部分归因于发射光的损耗极小。相比之下，有机发光二极管（OLED）通常量子效率限制在约 30% - 35%。造成这种限制的主要原因是有机材料中显著的斯托克斯位移，这导致大部分波导光被寄生吸收，而不是被发光层重新吸收和再发射。
另一方面，钙钛矿的斯托克斯位移要小得多。这意味着钙钛矿材料中的波导光更有可能被发光层重新吸收然后再发射。这种光子循环减少了寄生吸收并提高了整体发光效率。因此，基于钙钛矿的器件有潜力实现比基于有机材料的器件更高的效率。
在 LED 领域，虽然基于氮化镓（GaN）的蓝色 LED 效率非常高，但红色和绿色 LED 通常效率较低。在微型 LED 显示器等应用中，这一问题尤为突出，因为随着像素尺寸减小到仅几微米，效率损失会变得更加明显。我们的初创公司赫利奥显示材料（Helio Display Materials）主要专注于微型 LED 的颜色转换。我们通过使用钙钛矿纳米颗粒或量子点作为颜色转换器来应对这一挑战。在这种设置中，蓝色 GaN LED 提供光，然后被钙钛矿吸收并以不同颜色重新发射。
Q7. 您是否认为一旦制造出太阳能电池，就更容易使用类似的方法来制造钙钛矿 LED？在研究钙钛矿 LED 时，您的研究重点有哪些不同？
根据我们团队的研究经验，用钙钛矿制造高效 LED 需要克服各种与太阳能电池制造不同的障碍。例如，接触层、层的平整度和完整性是两种类型器件之间不同的关键因素。这意味着即使是一个精通太阳能电池开发的团队也不能立即将相同的知识和技术应用于制造高效 LED。它需要集中精力调整特定于 LED 的图案、结构和工艺。
然而，当使用溶液处理层和蒸发层时情况可能会有所不同。我们拥有的工具，如牛津大学的大型集群工具，可以蒸发钙钛矿和有机物。一旦建立了高效 LED 工艺，它们可能更容易重复。这是因为这些工艺将更多地依赖于既定的配方，而不是个别研究人员的技能，这使得新研究人员更容易持续生产高效稳定的 LED。
关于串联钙钛矿 LED，使用多结设计来提高 LED 性能的想法很有前景。当前钙钛矿 LED 面临的主要挑战是其长期稳定性，特别是在电场下，与 OLED 相比，它们的降解速度相对较快。多结 LED 可以通过在达到相同亮度时需要更低的驱动电压来解决这个问题，有可能提高其稳定性和效率。
我们在串联太阳能电池方面的工作，特别是多达四个结的串联太阳能电池，为探索多结 LED 提供了坚实的基础。利用这种方法在 LED 中实现更低的驱动电压和更高的亮度是我们研究的一个令人兴奋的方向。如果能够充分解决稳定性问题，这可能会导致 LED 技术的重大进步
Q8. 您现在是能源研究领域的著名科学家。谈到您的个人职业历程，您是从什么时候开始对太阳能电池感兴趣的，为什么您在剑桥大学读博士时决定从事有机光伏（OPV）研究呢？您的博士学位对您后来的成功职业生涯有什么益处？
在本科学习物理期间，我对科学产生了浓厚的兴趣。我知道自己想从事研究工作，但更重要的是，我想从事一些有用的事情 —— 能够产生切实影响的事情。可再生能源感觉像是一个我可以做出有意义贡献的领域，所以我开始探索风能、核聚变和光伏领域的职业选择。风能似乎过于侧重于工程，而核聚变虽然很有前景，但在我有生之年似乎不太可能实现。另一方面，光伏似乎是一个我可以相对较快地有所作为的领域。这是一个我可以发挥自己的作用并为具有即时现实影响的事情做出贡献的领域。
当我获得理学硕士学位时，我最初想在工业界工作，因为我对创造能够影响世界的实际解决方案比对纯粹的学术研究更感兴趣。我申请了几份工作，收到了英国石油太阳能公司（BP Solar）的回复。他们告诉我，要在他们的研发部门工作，我需要一个博士学位。这个回复让我清楚地意识到我需要继续深造。当我开始寻找可持续能源领域的博士项目时，我决定不专注于硅基光伏，因为它已经工业化了，我认为在那个领域可能没有太多令人兴奋的学术研究机会了。然后我看到了剑桥大学理查德・弗伦德（Richard Friend）教授的一个博士职位广告，是做有机光伏研究的，听起来很有趣且具有创新性。这就是我在 2001 年选择去剑桥攻读博士学位的原因。
我的博士导师理查德・弗伦德已经是有机光电子学领域的杰出人物，尽管我在开始读博士时并不知道他有多知名。事实证明这是一个幸运的决定，因为他的影响力和人脉极大地丰富了我的经历。作为一名本科生，我惊讶地发现学术研究与工业界有多么直接的关联。理查德・弗伦德与剑桥显示技术公司（CDT）和塑料逻辑公司（Plastic Logic）的合作让我接触到了研究的实际应用。我与 CDT 的科学家们的互动让我明白，学术研究通常通过专利以及与初创公司或成熟公司的合作与工业界相互交叉。这一认识极大地提高了我对学术研究的热情。
在攻读博士学位期间，我增强了自信并培养了研究技能，这些对我后来的职业生涯都非常重要。当我开始读博士时，我不确定自己在学术界的潜力。然而，三年后，我发现自己作为一名科学家已经相当熟练，于是决定继续在这个领域发展。我在有机半导体、聚合物和小分子方面的知识和经验在我进行固态 DSSC 的博士后研究时也被证明是很有价值的。
Q9. 显然，您在 PSC 研究领域有着非常成功的职业生涯，而您的博士研究方向是 OPV，这是一个非常不同的领域。您为什么将研究重点从聚合物光伏转向 DSSC？是什么促使您决定在洛桑联邦理工学院（EPFL）的迈克尔・格拉茨尔（Michael Gratzel）教授的团队中做博士后研究？
完成博士学业后，我渴望继续在太阳能电池领域进行研究，但也非常有兴趣在略有不同的方向上拓展。我发现染料敏化太阳能电池（DSSC），特别是固态变体，是一个很有前景的领域。有机太阳能电池面临的一个挑战是控制其微观结构，这是我整个博士期间都在研究的问题。相比之下，DSSC 可以在金属氧化物中固定微观结构，从而提供更高的稳定性。有机太阳能电池经常面临畴生长和纳米结构粗化的问题，这可能会阻碍自由载流子的产生。染料敏化电池中的多孔阳极结构稳定，不太容易出现此类问题，使其成为长期稳定性方面更具潜力的平台。
我也在寻找一个令人兴奋的居住地方。我喜欢滑雪。瑞士洛桑的 EPFL 是个不错的选择。EPFL 以其在 DSSC 研究方面的成熟团队而闻名，而且离山区很近。所以，这就是我申请并搬到洛桑的 EPFL 的两个原因。染料敏化电池面临的主要挑战是高效器件通常使用液态电解质。我在 EPFL 的目标是研究使用有机空穴导体的固态 DSSC，旨在解决这个问题并推动该技术的发展。
Q10. 基于您走向 PSC 研究的历程，您对研究人员（年轻科学家）有什么建议？
我们的突破是偶然发现和敏锐观察的结合。我们最初并没有打算发现去除导体能使太阳能电池性能显著提高。我们的目标仅仅是了解钙钛矿材料内部的传输机制。当我们去除导体时观察到的意外改进完全是个惊喜。事后看来，我们现在完全明白为什么它会带来更好的性能，但当时，这是一个惊人的发现。我认为产生影响的是我们对观察和解释结果的细致态度。世界上最聪明或最优秀的科学家可能也不会计划进行我们所做的一系列实验。我认为大多数其他人可能会忽略 “钙钛矿敏化” 电池中更快的电荷提取。这只是密切观察我们所得到的结果，然后认识到它的意义。
在那段时间里，社区内对于 PSC 是使用介观结构还是平面异质结存在重大争议。在我的职业生涯中有十年，包括在牛津大学的那些年，我一直专注于开发纳米结构和介孔材料，包括努力创造理想的介孔薄膜，甚至大的单晶多孔畴。我认为这是理想的多孔 n 型半导体。所以在当时，我的整个职业生涯都专注于介观和纳米结构。然后，我们发现这种钙钛矿材料可以非常简单地加工，并且作为薄膜就能正常工作。我们不再需要任何介孔材料，这相当令人惊讶和震惊。之前我所做的一切以及当时团队中正在进行的很多工作都不再需要或不相关了。当我们遇到钙钛矿时，我们不得不从之前所做的一切中进行彻底转变。这种转变要求我们迅速适应并专注于固态薄膜钙钛矿技术。远离介孔结构的转变令人惊讶且具有颠覆性，尤其是考虑到之前十年对这类结构的重视。
研究社区花了大约十年时间才完全接受这种转变。尽管一些团队仍在努力改进多孔结构，但很明显平面异质结更有效。事实上，今年 PSC 的世界纪录效率是由平面异质结设计保持的，这证实了固态平坦层相对于介孔结构的优势。
回顾我的研究生涯，我想说这段旅程的特点是愿意尝试非常规方法并质疑现有范式。我们取得的快速进展部分归功于研究社区的协作和开放环境，在那里想法可以自由交流并迅速得到测试。
Q11. 回到您的早期教育阶段，您就读于格雷沙姆学校，这是一所著名的私立学校，英国著名发明家和企业家詹姆斯・戴森爵士（Sir James Dyson）在 1956 - 1965 年期间也曾在此学习。您的父母为什么选择这所学校，并愿意为您的高中教育支付高昂的费用呢？
我早年在学校的经历充满挑战。小时候我在学校表现很差。我并不调皮，只是不太专注，也不太觉得学校有趣。我更喜欢踢足球和四处奔跑，而不是上课，这意味着我在班上成绩垫底。然而，大约在九岁的时候，情况开始发生变化，那时我们开始上正规的科学课。我发现科学非常迷人，这激发了我对学校的兴趣，也帮助我在学业上有所进步。
我的父母在这个转变中起到了关键作用。他们非常重视我们的教育。最初，我上的是当地的公立学校，但教育质量欠佳。意识到需要更好的学习环境后，我的父母决定为我和妹妹投资私立教育，尽管他们没有很多钱 —— 他们在诺福克经营一家酒店和餐厅。所以，他们对我教育的支持和投资对我的学业发展至关重要。我大约在七岁时开始上私立学校。该县最好的学校之一是格雷沙姆学校，我从 11 岁开始在那里上学，一直到六年级结束。
Q12. 许多人（包括我）认为，您会因为在 PSC 方面的工作而成为诺贝尔奖获得者之一。您怎么看？如果是这样，您认为应该感谢谁？
PSC 的发展不仅是一项科学成就，也是我们应对气候变化全球挑战集体努力中的一步。我相信钙钛矿作为一种技术，确实值得获得诺贝尔奖。如果在该技术得到充分验证且其影响得到证明时能获得这样的认可，那将是合适的。如果发生这种情况，我很荣幸能成为因其贡献而得到认可的人之一。然而，我不想预测任何结果，并且我承认许多其他人也对钙钛矿领域做出了重大贡献。
如果在这个领域颁发诺贝尔奖，有几个人值得一提。首先，宫坂力（Tsutomu Miyasaka）的团队发表了第一篇关于钙钛矿的论文，这为该领域奠定了基础。没有他的开创性工作，我们可能不会探索钙钛矿材料或开发出我们现有的技术。所以如果我能获得诺贝尔奖，我认为他也应该得到。此外，我过去的导师 —— 理查德・弗伦德（Richard Friend）和迈克尔・格拉茨尔（Michael Gratzel）—— 在指导和支持我的工作方面发挥了关键作用。当然，我还必须提到我的父母，他们在我整个教育过程中坚定不移的支持对我的旅程至关重要。我团队中的研究人员是我们成功的关键。PSC 的工作是团队努力的结果，我很幸运能与如此有才华和敬业的研究人员合作。
Q13. 作为一位著名科学家，您还很年轻。许多知名科学家在其领域取得认可后会转型担任管理职务。除了进行研究和运营您的钙钛矿商业应用相关公司外，您是否考虑过担任管理职务呢？
我不知道未来会怎样。然而，我希望能在两个领域有所作为。展望未来，接下来的十年对我们的星球至关重要。我们必须加速向可再生能源的过渡，以有效应对气候变化。我致力于以任何可能的方式为这一过渡做出贡献。公众参与和影响政策制定者至关重要。我不知道自己是否想成为议员。然而，我肯定会努力让我们的声音被听到，并影响公众、决策者和政治家做出关于我们如何向清洁、无碳社会过渡的正确决策。
关于公共教育，我认为改善国家教育系统会很有益处。获得高质量教育不应取决于私立学校。作为一个可能患有诵读困难症的人，我亲眼目睹了国家教育系统在满足特殊教育需求方面的不足。这是英国需要解决的一个重要问题。我们需要一个更好地支持认知多样性和神经多样性的系统，以营造一个更具包容性和有效的学习环境。我希望影响决策者制定有效的政策，以确保所有学生，无论其学习差异如何，都能接受优质教育。
Q14. 我注意到一些媒体报道您的照片时，有这样的描述：“一位既聪明又英俊的科学明星” 以及 “爱笑的科学家运气不会太差”。您认为自己天生乐观吗？在您的研究生活中遇到困难时，您是如何最终克服困难的？您是如何在学术研究、研发创新和家庭生活之间平衡忙碌的生活的？在您看来，研究人员在高强度的研究工作中如何保持愉快的心情？
一般来说，科学是一段充满挑战、挫折和怀疑时刻的旅程。然而，是发现新事物、为该领域做出贡献的潜力让我 —— 以及许多其他人 —— 不断前进。我想说乐观是任何从事研究的人的一个关键品质。乐观意味着保持正确的视角，在过程中而不仅仅是结果中找到快乐，并且知道每一次挫折都是学习和成长的机会。在研究的黑暗时刻，重要的是提醒自己当初为什么开始。我一直被强烈的好奇心和解决可能产生现实影响的问题的愿望所激励。
现在，我有一个大型研究团队和两家研发公司。工作不可避免地会带来压力。在技术方面，我们已经取得了重大进展，推动了科学的边界，使该技术接近商业成功。然而，我们仍然面临着在更大规模上证明其可行性的挑战。接下来的十年将是决定性的，看看我们是否能够将钙钛矿的生产规模扩大到数百吉瓦，以及该技术在 25 年的使用寿命内是否稳定且具有影响力。我们不仅要证明科学上的成功，还要证明现实世界的影响；鉴于成功的潜力，这既令人感到有压力又令人兴奋。
在个人层面上，平衡工作和家庭生活带来了自己的一系列挑战。作为三个孩子的父亲，我和其他人一样担心他们在学校的表现、大学的选择以及社交生活。这些日常担忧是生活的一部分。
为了保持积极的心态，不要太把自己当回事是很重要的。虽然努力工作和追求成功很重要，但找到平衡是至关重要的。作为一名父亲和丈夫，我不能把醒着的每一刻都献给工作而忽略我的家人。设定界限并确保有时间充电是很重要的。事实上，有家庭可以是一个很好的提醒不要过度工作，因为它提供了必要的平衡并有助于正确看待工作。我相信工作之外全面的生活对我作为一名研究人员的效率和创造力有积极的贡献。
在高强度的研究工作中保持愉快的心情也需要一个支持性的环境，无论是个人还是职业方面。与同事合作、庆祝小胜利以及在需要时休息都是其中的一部分。在研究之外有爱好和兴趣也很重要，以保持平衡和幸福感。
Q15. 您知道《光：科学与应用》杂志以及该杂志的 “光之人” 板块吗？您对这本杂志和这个板块有什么建议？
说实话，在你们联系我做这次采访之前，我并不知道这本杂志。内容似乎与我工作的领域高度相关。看了已发表的论文类型，似乎大多是关于光谱技术和光学现象的演示。如果发表更多基于光电器件的研究，可能会扩大其读者群。但这可能不是该杂志的目标。
