苏州大学王照奎教授的课题组是上海光源的“常客”，差不多每个月都会来一次。这位“高被引”科学家，近日入选斯坦福大学发布的2023“全球前2%顶尖科学家榜单”，他被引用最多的一篇论文研究的是目前国际前沿之一的钙钛矿光伏材料与器件。

用钙钛矿材料做太阳能电池，相比传统材料成本更低、光电转换效率更高，但这种材料在沉积薄膜和制备器件时常伴随着缺陷的产生，影响器件的效率和稳定性。正是借助上海光源，王照奎课题组深入理解了表面缺陷钝化的调控机制。“上海光源可以看到微观世界，这对于探索性研究非常重要，我们得以更好地理解未知，提高器件的效率和稳定性，加快推进钙钛矿光伏的产业化进程。”他告诉解放日报·上观新闻记者。

进入21世纪后，物理学界的三项重大突破即中微子振荡、希格斯玻色子和引力波，都是通过大科学设施发现的。大科学设施提供了极限研究手段，是一个国家创新体系的重要组成部分。

一台大科学设施产出的不仅仅是科技成果，还有难以量化的“溢出”效应。上海正以聚焦和服务国家战略的“站位”，围绕光子、生命、能源、海洋、人工智能等领域布局重大科技基础设施集群，已建、在建和规划建设的设施多达20个，为中国的原始创新提供“国之利器”。

【上海光源二期线站工程全面建成】

作为我国大陆第一台第三代同步辐射光源，上海光源是我国目前用户数量和成果产出最多的大科学装置，为近700家科研单位和企业的6.3万名科学家和技术人员提供服务，平均每年约4500人次，与欧美同类光源相当。

今年9月，上海光源二期线站工程全面建成，今年用户预计可达近万人次。评审专家认为，上海光源的综合能力实现了跨越式提升，整体性能位于国际上第三代光源的前列水平。

从2016年启动建设的上海光源二期线站工程采取“建好一批开放一批”的模式，试运行期间已安排199家单位的1152项实验课题，用户发表高水平科学论文368篇；为国内23家科技领军企业开展技术攻关，提供定制化技术解决方案。

中国科学院上海高等研究院副院长、上海光源中心常务副主任邰仁忠告诉解放日报·上观新闻记者，经过二期线站工程建设，上海光源已有34条光束线、46个实验站服务用户，具备先进的综合实验能力与用户支撑能力。

上海光源推动了我国结构生物学跨越式发展，为新药研发提供了重要手段。2019年在美获批上市、第一款由中国企业自主研发的抗癌新药泽布替尼，正是利用上海光源，获得了其与靶点蛋白结合物的高分辨率结构。

至今，上海光源为3748个研究组提供了实验服务，其中长三角用户占比44%。

【从一个到一群】

2016年以前，上海只有上海光源这一个大科学设施。

目前，张江科学城正在建设全球规模最大、种类最全、综合能力最强的光子重大科技基础设施集群，包括上海光源、硬X射线自由电子激光装置、上海软X射线自由电子激光装置、超强超短激光实验装置等。这些设施集聚在不到2公里范围内，全部建成后，将同时具备静态结构、动态变化、极高能量这三大微观领域研究能力。

如果说上海光源可以给分子拍照，正在建设的第四代同步辐射光源“硬X射线自由电子激光装置”，未来甚至可以给运动的分子拍电影。该装置是我国单体投资额最大的科技基础设施，可为物理、化学、生命、材料、能源等多学科提供高分辨成像、超快过程探索、先进结构解析等尖端研究手段，将为我国的基础科学带来前所未有的机遇。

上海软X射线自由电子激光装置在2021年以国际少有的速度相继实现了5.6纳米、3.5纳米、2.4纳米和2.0纳米自由电子激光放大出光，其“水窗”波段性能领先国际同类装置。该装置去年建成，今年正式开放运行，已支撑用户开展单细胞高分辨率无损结构成像等13项前沿研究。

上海软X射线自由电子激光装置

超强超短激光实验装置于2017年在国际上首次实现10拍瓦激光放大输出，2019年再次刷新纪录——平均峰值功率达到11.7拍瓦、最高峰值功率达到12.9拍瓦。该装置可以制造出在恒星内部或黑洞边缘才具有的极端条件，在核物理、天体物理、核医学等国际竞争热门领域大有可为。

除了光子领域，上海还面向生命、能源、海洋、人工智能等领域，建设和规划了一批重大科技基础设施。比如，我国首个生命科学综合性研究设施——国家蛋白质科学研究（上海）设施，在上海光源建有“五线六站”，共同支撑了新冠病毒蛋白结构的率先解析和国产新药研制等；“聚变能源项目”则是我国第一个开工的“十四五”国家重大科技基础设施，也是国内唯一多重特性的可控核聚变研究平台。

国家蛋白质科学研究（上海）设施

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