一個領域三十年河東，三十年河西，并不是所有發Nature的科研都是好科研。1991年的Nature1，各位看官是不是都沒出生？下面帶你看下30年前大佬的思路：模仿光合作用——制造染料敏化電池。雖然這篇Nature被引用3.2萬次，但其實挺‘坑’的，常聽到的靈魂發問——這東西有什么用？
這篇Nature非常簡潔，沒有SI，只有2個作者。在領域內，大家只記得下面這位Michael Gr?tzel教授，文章第一作者早已被遺忘在歷史長河里。現在的科研越來越復雜，內容越來越多，SI比正文長多了，當年紙貴。
Michael Gr?tzel教授引入納米TiO2這神奇的材料引入染料敏化太陽能電池，提高了比表面積，增加電子的收集能力。電池是原理圖如下，簡潔不花哨，當時效率超過7%。染料敏化電池也被叫做‘Gr?tzel電池’，開創性意義很大。
下面這個納米TiO2實實在在火了30年，現在的高效率鈣鈦礦太陽能電池也是基于TiO2！只能說，神來之筆，很經典，很傳奇！比較有意思的是，30年前的Nature是在圖注里寫實驗方法，怪不得連SI都省了。
在Web of Science搜染料敏化電池，可以得到以下統計圖：
數據來源：web of science，搜索內容‘Dye sensitized Solar Cell’
興起：1997-2014年。1991年的Nature之后，科研領域很多人開始研究染料敏化電池，因為電池制備極其簡單！天下武功，唯快不破，包括論文。每篇文章背后都是風華正茂的少年的青春，多少科研工作者再發Nature/Science，因此功成名就。但在2014年該領域論文發表速度達到了頂峰，此時很大一部分科研工作者轉行做了鈣鈦礦太陽能電池。
衰退：2014-2020年。其中有一部分人是真的熱愛這個領域，還有一部分或許是課題的需要還在堅守這個領域。目前來看，染料敏化電池沒有一絲‘復活’的跡象，效率停滯不前的原因也比較簡單，它的載流子擴散長度太短，這是結構性問題，鈣鈦礦結構非常適合載流子傳輸，2014-2020年是鈣鈦礦電池的爆發期。
30年后回頭看，1991年的Nature看似開辟了一個非常好的研究方向，卻像是一個‘天坑’，沒能實現期望的產業化，倒在了死亡之谷。
一個科研產品的產業化一般要經歷下面四個步驟：科學發現→技術形成→應用轉化→產品化。
30年時間，染料敏化電池同時倒在了‘技術形成‘和’應用轉化‘的過程。染料敏化電池的效率最終停滯在了13%左右，效率無法和晶硅電池相比；國內外很多公司和機構都做了應用轉化的嘗試，最終都打了水漂。如下面的百度百科截圖，每一條都是科研工作者的心酸類史。
科研是允許犯錯和嘗試的，東邊不亮西邊亮，染料敏化看似倒下了，但鈣鈦礦電池站在染料敏化的肩膀上（方法/表征/傳輸材料），完成了一場漂亮的科研接力。鈣鈦礦電池用10年的時間把效率從3.8%提高到了25.5%，最終鈣鈦礦電池如果能成功商業化，希望大家能記得30年前的Nature。
1. O’regan, B.; Gr?tzel, M. J. n., A low-cost, high-efficiency solar cell based on dye-sensitized colloidal TiO 2 films. 1991, 353 (6346), 737-740.
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