以科研为乐 专心于有机光电材料研究

   郑庆东,男，1976年11月出生，福建省永泰县人。1998年毕业于华东理工大学精细化工系，获得学士学位；2001年毕业于华东理工大学应用化学系，获得硕士学位；2005年毕业于美国纽约州立大学布法罗分校，获得博士学位。2005年9月到2008年1月在美国纽约州立大学布法罗分校，激光、光子学与生物光子学研究所从事博士后研究。2008年1月到2009年12月在美国约翰霍普金斯大学材料与工程系从事博士后研究。2010年1月获中国科学院“百人计划”资助回国，进入中国科学院福建物质结构研究所工作，担任结构化学国家重点实验室研究员，课题组长，博士生导师。2010年他获得福建省第一批引进高层次创业创新人才称号。
       他立志献身于科研事业，具有强烈的事业心和责任感，在科学前沿不断探索研究。多年来他已经在《自然-光子学》Nature Photonics等国际著名刊物上发表论文50余篇，文章被他人引用1400余次。2013年他获得了国家杰出青年基金的资助，他同时主持和参与了国家自然科学基金面上和青年项目、国家973计划、中科院百人计划、福建省科技计划重点项目等多项重要项目。他受邀担任J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater.,等30多个国际重要刊物的审稿专家。
在多光子激光材料研究前沿取得重要研究成果。
       在基础研究方面，郑庆东研究员重点围绕新型有机光电子功能材料与器件研究方面开展了系列研究，取得了重要的创新研究结果。最近他通过理性分子设计，制备了具有Donor--Acceptor推拉结构和强多光子吸收的新型激光材料。该激光材料在2100 nm（五光子激发）的飞秒激光泵浦下，首次成功地实现了从中红外（2100 nm）到501 nm可见波段的上转换受激发射。该研究成果以全文形式发表在《自然-光子学》上（Nature Photonics 2013, 7, 234）。五光子受激发射（九阶非线性过程）的实现，得益于他的新材料设计策略，该发现首次实现了九阶非线性过程的一个应用案例，对于高阶非线性（九阶）的理论和实验研究将产生长远的影响。利用同一个多光子激光材料介质，他成功地实现了1197 nm激光到~500 nm可见激光的频率上转换，激光转换效率最高可达10.4%，这对于基于多光子吸收的泵浦激光的实际应用具有重要意义。五光子受激发射在Nature Photonics发表后引起国际同行的广泛关注，入选Nature Photonics当月（2013年3月）Most-Read文章，在所有入选的50篇文章中排第5位。同时中国光电产品和资讯（2013，3，9）以“福建物构所首次实现五光子抽运受激发射”为题新闻报道了他的研究成果。
面向国家重大需求，在太阳能电池研究方面取得重要进展
       在基础研究工作过程中，郑庆东研究员还注重基础研究与解决国家重大需求的结合。进入21世纪，能源和环境问题倍受世界各国的普遍关注，人们已经意识到对太阳能的高效合理利用对于解决能源和环境问题具有重大的意义。同时对太阳能的高效合理利用也是为中国实现低碳经济以及在2020年前单位GDP碳强度下降40%―45%的目标提供了重要的解决途径。大家知道太阳能电池是直接利用太阳能的最有效的途径。目前太阳能电池推广的最核心问题其实是成本问题。如何获得新一代的低成本、低耗能的太阳能电池是各国科研工作者的共同努力目标。
       近几年来郑庆东研究员将优化的多光子吸收材料分子设计策略应用到有机半导体材料分子设计中，在有机/聚合物光电材料的制备及其在低成本高性能有机太阳能应用开展了系列研究,取得了创新性成果。高效率太阳能电池器件一方面要求其活性层含有窄带隙吸收材料，另一方面要求器件要有大开路电压，通常这是一对矛盾关系。大部分材料在带隙变小的同时，开路电压变小，这是制约太阳能电池的转换效率提高的主要瓶颈之一。郑庆东研究员通过分子轨道和分子带隙调控，开发了具有深HOMO能级的给体-受体型聚合物，研究了基于该类p-型聚合物材料和富勒烯衍生物构筑的有机薄膜电池器件，获得了1.04-1.06伏的单节电池开路电压。利用给体-受体优化组合来提高器件开路电压，有效地解决了减小材料的吸收带隙与提高器件开路电压之间的矛盾，为新型电池材料的设计和制备提供了重要的理论依据，开辟了利用梯形稠环单元来提高材料光电性能的一条新途径。他的工作获得了包括诺贝尔奖获得者A. J. Heeger教授在内的国内外知名学者的广泛关注并引用。此外，针对有机太阳能电池的稳定性问题，他通过引入ZnO界面缓冲层到具有倒置结构的有机太阳能电池中，使得器件的稳定性和寿命显著提高。
       郑庆东研究员还利用斜线型萘环体系，设计合成了具有高LUMO能级和高电子迁移率的n-型半导体材料，并利用该类分子成功构筑了n-型聚合物材料。他将该类聚合物作为传统的富勒烯材料的替代物用于全聚合物太阳能电池，获得了0.94伏的开路电压，显著高于基于直线型萘酰亚胺体系的同类材料。这一结果为n-型有机半导体添加一个重要的种类,特别是为制备新型高迁移率n-型聚合物材料提供一个新策略，对于推动高开路电压全聚合物有机电池的发展具有重要的意义。
培养创新型人才，推动有机光电材料学科发展
       郑庆东研究员在取得科研丰硕成果的同时，还担任中国科学院大学博士生导师。在平常的科学研究和生活中，他以自身人格魅力潜移默化地感染学生如何做研究，如何做人。他对科学研究的不懈追求和个人人格魅力给学生留下了深刻印象，学生们认为郑庆东老师的言传身教是他们研究生学习期间获得的一笔无形的财富。他同时担任中科院福建物质结构研究所课题组长，领导着一个含由6名科研工作人员和8名研究生组成的研究队伍。他到福建工作以来，研究队伍不断在壮大，目前研究队伍已经获得国家自然科学基金3项，福建省科技计划重点项目1项，福建省自然科学基金1项，研究队伍的科研能力明显提高，在Nature Photonics, Energy & Environmental Science, Advanced Energy Materials等国际权威杂志上发表多篇重要学术论文。基于他在有机光电材料与器件研究方向的突出成果，2013年获得了国家杰出青年基金的资助。这些殊荣和成果折射出郑庆东研究员坚定的信念，强烈的事业心，也显示出了他作为学科带头人对中科院福建物质结构研究所有机光电材料学科发展的重要贡献。