基础研究决定一个国家科技创新的深度和广度，“卡脖子”问题根子就在基础研究薄弱。
中科院宁波材料所研究员葛子义对此体会深切。10年来，他甘坐“冷板凳”，潜心基础研究，并将此看作是产业化黎明前夕的一场“修行”。
时间不会辜负每一个努力付出的人。近日，国家自然科学基金委发布了2019年度国家杰出青年科学基金资助通知，全国共有296名专家学者入选，葛子义名列其中。
近日，记者带着一连串的疑问走近葛子义，也叩开了一段鲜为人知的科技秘境。
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在葛子义的办公桌上，放着一卷透明且印着条纹的“片子”，这就是“有机太阳能电池”。
它不同于我们常见的电池，展开来薄如蝉翼，只有0.1~0.2毫米厚。
葛子义说，别看它非常轻薄，却由铝阴极、阴极界面层、活性层、阳极界面层和ITO阳极等多达5层组成，技术含量非常高。
有机太阳能电池，正是此次葛子义获得国家杰出青年科学基金400万元资助的项目。这也是葛子义近10年来最重要的研究领域和方向。
葛子义说，目前，市场上的太阳能电池主要是以晶硅等无机半导体材料为活性层制备而成，存在工艺复杂、成本高、能耗大和污染重等缺点。而且这类因为无机半导体本身的刚性结构，这类电池难以制备柔性电子器件。
而柔性电子器件，特别是基于有机材料的光电器件，是未来电子器件发展的一大趋势。因此，制备成本低、效率高、柔性强、环境友好的新型有机太阳能电池，正成为各国科学家的研究目标。
说到自己的专业领域，葛子义眼睛里面立即闪着光。
1976年出生的他，本科毕业于兰州大学，2004年获中科院化学所博士学位。2005他前往日本东京工业大学从事有机光电研究。
“当时日本在光电材料研究方面比我们先进很多，我们常用的高端光电材料主要是从日本进口的。”葛子义说，日本很重视基础研究，这一点对他的影响非常大，“对于日本的科研人员来说，沉下心十几年甚至几十年做一项基础研究，是太正常不过的事。”
2009年，33岁的葛子义学成回国，受聘为华东理工大学教授。
“教书育人固然好，但我还是想在科研一线学以致用。”2010年，他加入中科院宁波材料所，担任有机光电化学学科带头人、有机光电材料与器件课题组组长至今。
翻开他的履历，可谓光环耀眼：浙江省杰出青年科学家、中科院“青年拔尖科学家”，主持包括国家重点研发计划、国家自然基金项目、中科院前沿重点项目等省部级以上科研项目20多项，荣获2018年度浙江省自然科学二等奖(排名第一)、2015中国光学重要成果奖等奖项……
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葛子义主要从事的有机太阳能电池和OLED研究，属于基础性研究。所谓基础性研究，更多是从“0”到 “1”的突破，这意味着必须沉得下心、耐得住寂寞。
“光是有机太阳能电池的活性层的研究，我们就做了将近8年。”葛子义说。
据他介绍，活性层具有接受光能并且转化成电能的作用，其中包含两种材料，工艺要精确到纳米级别，要使两者的能级和光谱匹配恰到好处，才能提高光电转化率，提高发电量。
2014年，葛子义的团队率先使有机太阳能电池光电转换率达到10.02%，这在当时属于世界性的重大技术突破，比同类电池的光电转换效率提高25%左右，是当时有机太阳能电池领域最高效率之一。
2015年，国际顶级学术期刊《自然-光子学》报道了这一重要研究进展。这是中科院有机光电方向研究成果首次在该期刊发布。
《自然-光子学》审稿人对此予以高度评价，认为该研究成果“对于聚合物太阳电池有非常重要的贡献”，有望促进有机太阳电池的低成本、大面积化制备，加快推进有机太阳电池的商业化进程。
“当时，很多人建议我们可以产业化，但是我觉得还不够，需要研究得更深，继续改进和提升转换效率。”葛子义说，基础研究是一切创新研究的基石，只有把基础研究搞好了，才会对其他领域的研究带来有利支撑。
就这样，葛子义在有机光电材料领域这个“冷板凳”上一坐就是十年。
“有机太阳能电池目前遇到的最大的挑战是效率和寿命。”葛子义说，目前电池的光电转换效率普遍在14%~16%，他们的实验室已经达到17%左右，目标是到18%~20%。电池的寿命目前普遍在3~5年，远期目标是能达到10年。
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“十三五”战略性新兴产业发展规划以及国家发展改革委能源局新近发布的《能源技术革命创新行动计划(2016—2030)》明确指出，将重点发展基于有机、钙钛矿半导体材料的太阳能电池。
葛子义说，尽管目前，有机太阳能电池的光电转化效率与硅基、薄膜太阳能电池的效率仍有较大差距，但它在柔性和半透明器件方面具有独特的优势，为其产业化提供了很大的空间。
“有机太阳能电池具有独特的轻质、半透明、多彩化、可弯曲以及可卷对卷大规模生产的特性，可在建筑物或服装内弯曲和扭曲，并可以制成任何颜色，甚至半透明，从而与周围环境相匹配，融为一体。”葛子义说，未来在可穿戴设备供电、建筑光伏一体化、太阳能飞机等领域的应用上将会大放异彩。
“我们有些技术目前已经超过了国外，可以说，这是我们中国人引领的一个研究领域。”葛子义说，应该在中国率先实现产业化。
“目前应该是产业化的黎明前夕。”葛子义说，实现柔性有机太阳能电池大规模应用，除了电池本身性能要进一步提升外，还需要具备很多条件，比如需要开展柔性器件的大面积制备工艺、器件稳定性以及封装材料和工艺的研究;需要与企业合作，制备柔性有机太阳能电池组件，并建立生产线等等。
“不能急，还是要先做好基础研究。”葛子义说，这些需要一步一步向前推进。
“与很多短平快的技术开发和产品创新相比，基础研究往往需要长期积累，取得成果的周期较长，其应用价值显现的没有那么快。”葛子义说，风物长宜放眼量，我国基础研究领域要想取得更多原创性、开创性的重大科研成果，认识到基础研究的重要性是关键，这也是我国科技事业稳固坚实的基础。
当然，和许多科研人员一样，葛子义最开心的莫过于看到自己的研究成果能够被早日应用，给我们的生产、生活带来全新的改变!
“宁波的创业创新环境还是挺好的，我们也有相关项目正在寻求产业化。”葛子义说，宁波是先进制造业基地，产业基础雄厚，科研成果转化土壤丰沃，未来可期。比如，宁波就有不少光伏企业，像东方日升、锦浪科技、启鑫光电等，还有许多家电企业，这些企业未来都需要新的技术迭代。
可以设想一下，未来，你户外旅游时穿的防护服、探照灯以及其他时尚穿戴设备，屋顶的太阳能光伏板，甚至太阳能飞机上，说不定都会用到葛子义团队的这一科研成果。
守得云开见日出，这一天已为时不远。葛子义和他的团队也必将迎来属于他们的时刻!
