浙大薛晶晶：“先給學生安全感，再談高追求”丨“浙里”青年科學家

薛晶晶這樣形容自己小時候，“我不是在室內看書的孩子，我是在戶外、在樹林里長大的......”眼睛里閃爍星星般快樂的亮光。

家后面有一片小樹林，她整天和玩伴們在林子里爬樹、摘枇杷。這種與自然的親密互動，讓她對自然現象本能地好奇：天空為什么是藍的？葉子為什么是綠的？

這些別人眼中約定俗成的事實，總能在她心里激起一圈圈“為什么”的漣漪。

多年后，她將這種特質帶到了科研里。她說：“后來我才發現，這是做科研最珍貴的一個習慣。”

薛晶晶，浙江大學材料科學與工程學院、硅及先進半導體材料全國重點實驗室教授、博士生導師，她的研究聚焦于新一代鈣鈦礦光伏材料方向。

圖丨薛晶晶（來源：受訪者提供）

博士期間便在《科學》（Science）雜志上以第一作者身份發表兩篇論文。2021 年回國加入浙大即任“百人計劃”研究員、博士生導師，2025 年晉升為長聘副教授。2026 年晉升為浙江大學長聘教授、求是特聘教授。

這些耀眼的標簽之外，薛晶晶更在意的是科研本身帶來的那種“在黑暗中行走，突然見到光明”的感覺。

她說，如何讓一種“像刷油漆一樣”簡單制備的太陽能電池真正穩定、可靠地工作——正是清潔能源未來圖景中，亟待補齊的一塊關鍵拼圖。

給“搭積木”加上“膠水”

關于鈣鈦礦，薛晶晶用了一個簡單的比喻來解釋它為何炙手可熱。

太陽能電池的工作原理，核心就兩步：吸光，然后讓光生電子和空穴跑起來。鈣鈦礦這種材料，吸光能力極強，這是第一步的優勢。而第二步的獨特之處在于，即便它的晶體結構里存在缺陷，這些缺陷對電子和空穴來說也只是淺坑。

“就像一個完美的積木城堡里少了一塊，這是個缺陷。”薛晶晶解釋說，“但鈣鈦礦的缺陷不是深坑，可以想象成電子掉進去還能自己爬上來，所以能量損失小。”

這種在微觀世界里容錯率高的特性，讓鈣鈦礦電池的光電轉換效率得以在短短十年間，走完了晶硅電池四十年的路。

更讓產業界充滿想象的，是它的制備工藝。

生產傳統硅電池需要上千度高溫拉棒、切片，是能耗大戶。而鈣鈦礦，“可以像刷油漆一樣，簡單地涂上去，在接近室溫的條件下，就能制備出高效率的薄膜。”薛晶晶這樣解釋道。

圖丨鈣鈦礦薄膜掃描電子顯微鏡下的圖像（來源：受訪者提供）

盡管優勢巨大，但一個現實問題橫亙在實驗室走向規模化量產的面前：穩定性。道理和她說的“積木”一樣——一個如此容易形成的東西，也意味著它很脆弱，容易被環境中的水、氧破壞。

“熱力學的規律是公平的，形成化學鍵需要的能量越低，破壞它需要的能量自然也越少。” 薛晶晶坦言，這曾是行業公認的卡脖子難題，而她和團隊的研究，卻在持續的探索中找到了新的突破方向。

他們發現，當鈣鈦礦吸光層本身的穩定性已經被行業優化到極高水平后，真正限制器件整體壽命的，其實是電池結構里的其他功能層。

她打了簡單的比方，鈣鈦礦電池就像一個三明治，中間的鈣鈦礦吸光層負責把光轉換成電，上下兩層的空穴傳輸層和電子傳輸層，就像三明治的兩片面包，負責把光生的空穴和電子分別抽取出來，形成完整的電流回路。

而行業普遍使用的、由有機小分子構成的空穴傳輸層，恰恰是整個器件的木桶短板——它本身結構不穩定，還會反向誘導鈣鈦礦吸光層發生退化。

找到了問題的根源，薛晶晶團隊的攻關便有了清晰的路徑。2024 年，他們在《自然》（Nature）雜志發文，跳出國際慣用的雜原子取代分子設計框架，開發出一種全新的全碳骨架分子結構，從根本上解決了有機小分子本身的穩定性問題，就像換上了一塊不會自己散架的積木。

“但積木本身結實還不夠。”緊接著，他們又在《自然·材料》（Nature Materials）上提出了一個更根本的解決方案。傳統結構中，穩定的分子像積木一樣被簡單摞在一起，分子間的作用力很弱，“相當于沒有膠水。”薛晶晶說。

“我們就想，能不能給每一個分子都找一個家？”他們構建了一個三維立體的納米框架結構，這個框架有巨大的表面積和更強化學鍵，能像一只只有力的手，緊緊“拉住”每一個分子。

從二維平面接觸到三維立體骨架，從范德華力到化學鍵，這個給微觀世界“上膠水”的構想，為穩定高效器件開辟了一條全新的道路。

先給安全感，再談高追求

薛晶晶和學生站在一起，旁人大概率分不清誰是老師。這種年齡上的接近，讓她能天然地與學生共情，也讓她在學生培養上，做出了一些不一樣的思考。

回國建組時，她就遇到了一個現實挑戰：缺少博士生。

因為入職時剛好錯過了當年的博士生招生季，整整一到兩年時間里，搭建實驗室、調試設備、設計實驗、論文撰寫大多都要她親力親為。

這段經歷，不僅讓她學會去思考如何與人合作、如何因材施教，也讓她迅速摸索出一套獨特的培養學生的方法。

“有調查說博士生的幸福指數很低的。”

她發現，很多學生剛進課題組時是迷茫的，讀博的原因可能只是 “不知道找什么工作”，缺乏強大的自驅力。于是，畢業的壓力、發文章的壓力、對未來的焦慮，像一座座大山壓在他們心頭。

在這種情況下，如果要求他們跟隨老師一起“坐十年冷板凳”、“攻克無人區”，往往會讓學生產生抵觸情緒，陷入 “越焦慮越做不出成果，越做不出成果越焦慮” 的惡性循環。

薛晶晶的應對之道，用一句話概括：“我們可以先給安全感，再談高追求。”

“我會跟學生說，如果你心里有擔憂，我同意你先去完完整整地走一個流程。”她口中的流程，就是從一個想法的提出、實驗設計、數據分析，一直到論文撰寫、投稿、回復審稿意見，一個完整的科研閉環。

圖丨薛晶晶（左三）與其團隊合影（來源：受訪者提供）

即便這個工作的意義不是顛覆性的，但這個過程本身，是至關重要的基礎訓練。

她把這個叫做“博士學術安全感”。科研的心得讓她感同身受“只有在沒有壓力的情況下做科研，反而是最自然、最容易出成果的狀態。你的思維不會被焦慮僵化，什么都敢想，什么都敢試。”

她巧妙地把握著這種平衡。

她不贊成“學術灌水”，但她理解學生需要一個快速的正向反饋來點燃熱情。這就像在漫長的、充滿挫敗感的旅途上，適時地給一個清晰的進度條和里程碑。一旦學生的安全感被建立起來，內在的科研熱情被激發，他們自己就有更大的可能性主動奔著更有價值的問題去。

如今她課題組里發表在頂刊上的重磅成果，第一作者幾乎都是她培養的學生。

這種教學培養背后，是她對科研本質的理解：一項偉大突破的誕生，往往不是規劃出來的，而是在充滿好奇心的土壤里，自由地生長出來的。

在“潮濕”的杭州，做一件怕水的事

一個看似悖論的細節是：做鈣鈦礦研究，因為材料怕潮濕，杭州的天氣成了最直接的挑戰。“梅雨季的時候，如果沒有潔凈間嚴格控濕控溫，根本沒辦法做實驗，成本太貴了。” 薛晶晶笑著說。

但這片土地給予她的支持，遠比這個小小的挑戰更深遠、更厚重。

2021年，當她結束在美國加州大學洛杉磯分校（UCLA）的博士生涯和一段短暫的博士后工作，決定全職回國時，并非沒有其他的選項。曾有人建議她留在美國，認為她的性格“在國內活不下來”，也幫她留意過美國高校提供的女性科學家教職，但她很快排除了這些可能性。

“我出國前就拿定了一定要學成回國的想法，科研做得越好，我就越要回到祖國的土地上。” 她眼睛里的星星又閃爍了起來。

回國后，她拿到的“第一桶金”就來自浙江省科技廳的項目，這筆經費對一個剛起步、缺資源的青年PI來說至關重要。

浙江省將新材料列為三大科創高地之一，這種頂層的政策導向，讓青年研究者們感受到了切實的支撐。

“浙江整體的科研文化很開放，市場化程度高，產學研融合的生態也很成熟，我覺得這是江浙地區始終保持創新活力的原因。”

在她看來，浙江的民營經濟活力，讓科研成果從實驗室走向產業的通道始終通暢；而政府對創新的包容與支持，也給了青年科研者試錯的空間，愿意為前沿的基礎研究投入資源。

而她對科研生態的思考，也不局限于政策和經費。

她分享了自己一段深度體驗的學科交叉經歷。博士畢業后，她在 UCLA 的藥學院做了大半年的博士后，接觸了完全陌生的基因編輯技術（CRISPR）領域。那段經歷雖短，卻在她腦海里種下了許多“種子”。

在后來回歸鈣鈦礦研究時，那些來自生物醫學領域的知識和思維，常常會突然之間給她帶來意想不到的靈感。

“越是不相關的兩個方向，越能激發你一些新的東西。”她也坦承，學科交叉不是追逐熱點，把AI等熱詞和本領域強行拼湊。

深度交叉的壁壘很高，在大家互相聽不懂的時候，如何耐下心來，先讓自己成為一個“半吊子專家”，是開啟真正有價值合作的第一步。

薛晶晶的個人履歷，像被按下了快進的腳本。外界總愛追問“快”的秘訣，但她自己卻反復提及一份“慢”的初心：刨根問底。

“我不會輕易地被說服。”她這樣形容自己。

“萬事萬物在表層上是分裂的點，但只要一直往下鉆，潛到最深處，就會發現它們在底層是相連的。一旦掌握了最底層的邏輯，看所有問題都會比別人深，科研的路反而會越走越順。”

她不想把自己限定在鈣鈦礦產業化的既定軌道上，也告訴我們未來或許會拓展到泛半導體、泛光伏領域，甚至去做一些暫時看不到用處的創新探索。

她很堅持，做科研要保留一片任好奇心自由馳騁的探索花園。

在一個由分子、光子、電子構成的微觀世界里，她搭建著穩定的“材料城堡”。也依然保持著她那份原始的好奇心：

不止于看見樹林里的光，更要沉下心來，探索光亮之處的一切可能。

來源：省青年高層次人才協會

責編：葉　揚

美編：陳路漫

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