“光能转化的探索者”
　　从做博士后开始,李永舫一直在光电功能高分子领域开展研究工作。2000年,他进入聚合物太阳能电池(PSC)研究领域,是国际上最早开展聚合物太阳电池光伏材料和器件研究的研究者之一。与传统无机半导体太阳电池相比,有机聚合物太阳电池具有器件结构简单、重量轻、可以制备成柔性和半透明器件等突出优点,具有重要应用前景。
　　“聚合物太阳电池(PSC)通常由共轭聚合物给体和富勒烯衍生物或者是非富勒烯n-型有机半导体受体的共混活性层夹在ITO透明导电正极和低功函数金属负极之间所组成。PSC研究的核心是提高光电能量转换效率,提高效率的关键是高效给体和受体光伏材料。”
　　李永舫在国际上首次提出通过共轭支链来拓展聚合物共轭程度、从而拓宽其吸收光谱和提高其空穴迁移率的分子设计思想。他的研究组从2004年开始,设计和合成了一些列带共轭支链的二维共轭聚噻吩衍生物,提高了聚噻吩给体材料的光伏性能。后来他与自己的学生合作又将这种二维共轭聚合物的设计思想拓展到了含苯并二噻吩(BDT)结构单元的共聚物体系,合成了一系列基予带噻吩共轭支链BDT单元的二维共轭聚合物给体材料,这类材料已发展成为一类有代表性的高效聚合物给体光伏材料。
　　在富勒烯衍生物受体方面,李永舫针对传统富勒烯衍生物受体PCBM的LUMO能级太低、导致最具代表性的聚合物给体材料P3HT开路电压(Voc)低(只有0.6 V左右)和最高效率只有4%左右的问题,提出通过使用富电子的茚双加成来提高富勒烯衍生物的LUMO能级的分子设计思想,设计合成了茚双加成C60衍生物ICBA和C70衍生物IC70BA。以ICBA为受体、P3HT为给体的光伏电池Voc提高到0.84V,效率达到5.44%,通过器件的进一步优化,效率提高到6.48%。基于P3HT:IC70BA的光伏器件通过使用氯萘添加剂,效率提高到7.4%。ICBA成为继PCBM之后又一个有代表性的高效富勒烯受体光伏材料。
　　近几年非富勒烯n-型有机半导体受体的出现使聚合物太阳电池的研究上了一个新的台阶,能量转换效率不断攀升,最近实验室小面积器件的效率已经超过了13%, 达到了可以向实际应用发展的地步。李永舫在非富勒烯聚合物太阳电池高效给体和受体光伏材料方面也取得了一系列有重要影响的研究成果,尤其是最近设计和合成的一种低成果高效光伏材料PTQ10,成本较其它高效光伏材料显著降低,效率超过13%,有希望成为将来实际应用的光伏材料。
　　李永舫是聚合物太阳电池领域国际上最有影响的研究者之一,按“polymer solar cells”主题词在“ISI Web of Science”检索,他是该领域全球发表论文最多的作者。2012年他入选Thomson Reuters公布的“Hottest Scientific Researchers” 21人名单,并分别入选2014年材料科学领域、2015-2017年连年入选材料科学与化学两个领域“Highly cited researchers”名单。他在国内和国际学术会议上做光电功能高分子方面大会报告和邀请报告100多次,其中在2012年世界高分子大会上有关二维共轭聚合物光伏材料的邀请报告获美国化学会2012高分子学术报告奖。他已发表研究论文600多篇,已被SCI他人引用3万余次,h-因子90。
　　由于在科学领域做出的突出贡献,李永舫2013年当选中科院院士,2014年当选英国皇家化学会会士和中国化学会常务理事,2016年起任《高分子通报》主编,2018年起任《中国科学化学》副主编和北京市能源与环境学会会长。
　　值得一提的是,李永舫在科研一线耕耘大半生之后,在中国科学院大学(简称“国科大”)招收本科生和中科院开展科教融合的大背景下,2015年,他响应号召又走上讲台给国科大大一学生上《化学原理》课。“做了一辈子科研,在给本科生授课时最大的优势就是对自己的研究领域有特别深的体会,在讲授书本知识的时候,可以从研究者的角度指出有哪些问题没有解决、下一步该往哪个方向努力等,可以从本科开始培养学生的研究思维。”
　　因此,李永舫在授课的时候经常会提到什么是化学研究的前沿和重点,什么问题值得学生将来献身去研究。他希望在不远的未来,他培养的学生能有人为中国和世界的科学研究事业做出重大贡献,期待他们获取诺贝尔奖项的桂冠。
　　李永舫说,他下一步研究工作的重点是降低光伏材料和器件制备的成本,开展大面积柔性聚合物太阳电池的制备和稳定性研究。他的人生梦想是实现聚合物太阳电池的商品化和实际应用,为人类清洁能源的发展和利用做出贡献。