近日，阿里达摩院青橙奖公布，10位青年科学家共享1000万奖金，青橙奖是向全球范围对科技进步有关键推动作用的中国青年学者的年度奖项，旨在发掘和支持从事人工智能、芯片、智能制造等基础科学和应用技术研究领域的优秀青年工作者，每位获奖人将获得100万人民币奖金。
在这些人里，一位女生格外亮眼，她的名字叫赵保丹，91年出生的她，29岁就成为了浙江大学的博士生导师，今年的百万奖金更像是给她的导师礼物。
赵保丹的研究工作主要涉及钙钛矿LED、钙钛矿太阳能电池，以及与上述课题有关的器件物理和光物理。2019 年 12 月 14 日，《麻省理工科技评论》公布了 2019 年“35 岁以下科技创新 35 人”（Innovators Under 35 China）中国区榜单，赵保丹名列榜单。
1839年，德国矿物学家古斯塔夫?罗斯（Gustav Rose）在俄罗斯乌拉尔山脉发现了第一种拥有钙钛矿结构的矿石钛酸钙（CaTiO3），钙钛矿晶体结构是由俄罗斯矿物学家列夫·佩罗夫斯基（Lev Perovski）于1839年研究钙钛矿石中的钛酸钙晶体时而提出。
因为首先被发现的钙钛矿材料是钙与钛的复合氧化物（CaTiO3），所以中文称其为钙钛矿。如今，钙钛矿已不再特指钙钛复合氧化物，而用来泛指一系列与上述矿物晶体结构相似的材料（化学式通常为 ABX3）。
在科学家的不断研究中，钙钛矿原子结构的合成变得更加容易。但直到2009年，日本科学家Tsutomu Miyasaka率先将钙钛矿材料用于染料敏化太阳能电池作为吸光材料，获得了3.8%的光电转化效率。
这类钙钛矿结构材料有着独特的晶体及电子结构，近年来引起了太阳能电池、发光二极管、催化与电催化等领域的极大重视。
光伏产业是能源史上技术迭代突出的产业之一，电池材料、技术在效率和效益的倒逼下不断掀起新的产业潮流。在当前太阳能电池领域，晶体硅电池称王已是不争的事实。即便晶体硅电池在当下仍然占据着太阳能电池的王位，但科学家认为，钙钛矿电池会是新的光伏颠覆者，是晶体硅电池、薄膜电池之后的第三代光伏电池之中的突围者。
如果按照材料组分分类，主要包括四大研究方向：高温超导体铜氧化物、钙钛矿氧离子导体、有机无机复合钙钛矿和纯无机钙钛矿；而在后两类材料中，如果其成分包含卤族元素的话，也叫做“卤素钙钛矿”——作为一种新兴半导体材料，它在光电子等多个领域已显现出巨大应用潜力，但其工作时的“量子转化效率”始终是制约发展的关键。
2018 年之前的四年时间里，钙钛矿发光二极管的外量子效率实现了从低于 1% 到大约 12% 的大幅度提升。
然而，12% 的效率仍远低于有机发光二极管和量子点发光二极管。当时还在剑桥大学卡文迪许实验室读博的赵保丹在研究钙钛矿发光器件时，发现了影响钙钛矿发光二极管效率的重要机制——钙钛矿材料本体和器件界面上的非辐射损失。
随后她从发光机理入手，在钙钛矿材料中引入聚合物，通过聚合物与钙钛矿形成的异质结构，降低了钙钛矿材料内部与界面上的非辐射能量损耗。该研究首次实现了近 100% 的内量子效率的电致发光，报道了大于 20% 的外量子效率，创造了钙钛矿发光二极管的效率纪录。
这项研究也被《自然·光子学》选为了当期的封面，其利用钙钛矿-聚合物异质结构突破了钙钛矿 LED 效率的世界纪录，让钙钛矿 LED 这种制备简单、成本低廉的技术在未来更具发展潜力。
此外，为了解决钙钛矿材料实现大规模应用化面临的主要问题之一：含有毒性。赵保丹利用锡替代铅的方式降低了钙钛矿的毒性，也是最早探索高效锡铅混合钙钛矿太阳能电池的研究人员之一。其研究为推动钙钛矿光电子技术的规模化应用起到了很大的作用。
赵保丹在近5年共发表SCI期刊论文20篇，包括Nature Photonics (cover article), Nature Communications, Joule, Advanced Materials, Nano Letters, ACS Energy Letters。可以说在30岁之前创造了许多人一生无法企及的成就。
当被问到为什么选择理科的时候，赵保丹笑称因为自己从小的理工科就非常好，大学选了物理专业。
“古诗，你背一首、两首，它还有很多。但是物理，你学得越多，最后它反而变得越少，最终统一成很少的几个公式，这是很美的一件事。”
她认为女生的第六感可能是做科研的优势之一。因为做科研就是创新，有时需要突发奇想，探索一些别人没有想到的方向。我在进行探索型实验时的判断往往就比较准，经常可以找到比较关键的地方。另外女生认真仔细的优势会更多地发现一些细节，对有些细节的关注可能改变我们的研究方向。
