他被称为华人之光，是美国国家科学院和美国艺术与科学学院两院院士。
他因为开创性地发展纳米颗粒太阳能电池和人工光合作用获得非常规能源而获得全球能源奖。
2021年11月18日，中国科学院院士增选名单正式揭晓，他当选中国科学院外籍院士。
他就是加州大学伯克利分校杨培东教授。
杨培东，纳米材料学家，中国科学院外籍院士、美国艺术与科学院院士、美国国家科学院院士，加州大学伯克利分校化学系S.K.和Angela Chan杰出能源教授和化学教授，上海科技大学物质学院创始人Founder。1993年获得中国科技大学应用化学学士学位；1997年获得哈佛大学化学博士学位；1999年进入美国加州大学伯克利分校化学系任教，先后担任助理教授、副教授、终身教授；2001年至2004年连续获得美国阿尔弗雷德·斯隆奖；2003年被美国“技术评论”杂志列入世界100位顶尖青年发明家；2004年获得美国材料学会青年科学家大奖，是第一位获得该奖的中国人；2007年获得美国国家科学基金会沃特曼奖；2011年入选汤森路透集团遴选的最优秀的100名化学家榜单中第十位，同时入选了10年中最优秀的100名材料科学家中第一位；2012年4月当选美国艺术与科学院院士。2015年9月获得美国麦克阿瑟天才奖。2016年5月当选美国国家科学院院士。2020年，获得全球能源奖。2021年，当选中国科学院外籍院士。主要研究内容为一维半导体纳米结构及其在纳米光学和能量转化中的应用，包括人工光合作用、纳米线电池、纳米线光子学、纳米线基太阳电池、纳米线热电学、碳纳米管纳米流体、低维纳米结构组装、新兴材料和纳米结构合成和操控。杨培东教授奠定了合成纳米线的基础化学，开辟了具有重大科学技术影响的重要材料研究领域。自九十年代后期以来，半导体纳米线的研究领域得到了快速的发展，来自化学、物理学、电子工程和材料科学等许多不同学科的研究人员一直在积极探索这一令人兴奋的方向。杨培东教授另一个伟大的成就是人工光合效果，他想要把这项技能运用到人类火星移民方案。杨培东教授团队构建了一套由纳米线和细菌组成的共同系统。该系统可捕捉到到尚未进入空气中的二氧化碳。这一进程仿照自然界的光合效果。在近似自然阳光照射200小时的环境下，该系统完成的太阳能转化率为0.38%，这与自然界（光合效果）叶子的转化率相同。2021年，杨培东教授课题组用二氧化碳制糖，借此斩获 NASA 二氧化碳转化大赛（下称 “NASA大赛”）的最高奖。是进入决赛的唯一一名学术实验室团队，其他两支团队均为企业参赛。杨培东团队此次获得奖金 240000 美元，未来这笔钱将用于二氧化碳在太空制造糖的电化学过程。本文将回顾2021年杨培东教授课题组的一些重要工作。Matter：无机卤化物钙钛矿中水分诱导相变的动力学
全无机CsPbI3钙钛矿及其相关成分是高效低成本太阳能电池的有希望的候选者，但它们会受水分影响，结构转变为不太理想的相，造成器件效率低下。杨培东教授课题组通过利用光学显微镜在良好控制的相对湿度（RH）水平下捕获这种相变，提供了水分对各个相变过程的影响的综合动力学分析，提取了成核势垒和传播速度，并揭示了限速过程。同时，还观察到太阳能电池工作温度下的表面水解吸，这表明加热是稳定CsPbI3太阳能电池的潜在方法。结果进一步表明，在室温下进行的太阳能电池测试可能是衡量设备防潮性的更好方法。这一新认识可为未来开发稳定的长效CsPbI3太阳能电池提供参考。该工作发表在Matter上。电催化CO2还原能够实现碳中和，可转化得到高附加值的液体燃料，因而倍受研究者关注。目前CO2催化转化的主要科学问题集中于电解池设计、电解质选择及电化学参数确定等方面。其中针CO2电催化剂发展的主要挑战是：如何在低能耗条件下实现特定产物的高选择性和高产率。加州大学伯克利分校的杨培东教授团队主要总结并讨论了反应器以及电解质（强碱条件）对催化剂活化转化CO2的影响。作者深入研究了高碱浓度体系中电催化CO2反应器的设计以及对催化剂表面微环境的调控；并针对催化剂表面“碱问题”，提出了两种有效解决策略。文末，作者指出，将H型或流动池中的CO2还原催化剂转化为适用于MEA电解结构的催化剂，是实现工业化的重要一步。继续深入理解中性电解质中催化剂微环境并进行有效调控，设计高效催化电解装置，将为碱性条件下进行CO2可持续还原，提供有效解决方案。合成理解对于设计具有受控特性的卤化物钙钛矿以及为创建新的结构系列铺平道路至关重要。随着合成方法的扩展，特别有必要阐明卤化物钙钛矿的形成以及它如何影响它们的相关特性，以形成统一的设计原则。杨培东教授课题组总结了无机卤化物钙钛矿纳米结构合成界的关键里程碑，并强调了卤化物钙钛矿的反应动力学和热力学如何将它们与传统的无机半导体区分开来。随后，研究人员提出了一个回顾性观点，在概念上将物理化学理论与先进的合成相结合，并解决该领域中关键问题以及可能的解决方案。该观点旨在阐明卤化物钙钛矿的结构特性、合成可调性和环境稳定性之间的关系，并为用于高效稳定器件的新一代卤化物钙钛矿纳米结构提供展望。Nano Research：用于电催化的硫掺杂石墨烯锚定的超细Au25纳米团簇
探索低配位数纳米团簇催化性能的最大挑战是稳定性问题。杨培东教授课题组证明，硫掺杂石墨烯 (S-G) 上的化学掺杂剂可用于稳定超细Au25(PET)18簇，以实现稳定的氮还原反应 (NRR)，而不会出现显著的结构退化。反应后催化剂的X射线光电子能谱和X射线吸收近边光谱表明，硫掺杂剂在稳定团簇中Au原子的化学状态和配位环境方面起着关键作用。进一步的分子动力学 (RMD) 模拟证实了Au纳米团簇和S-G之间的强相互作用。该工作发表在Nano Research上。卤化物钙钛矿，尤其是层状钙钛矿，为创造明亮高效的发光器件和其他光电应用提供了许多优势。由于晶体的离子特性以及分子部分与无机网络之间的非共价键产生的柔软性，有机-无机杂化层状钙钛矿具有复杂的晶格动力学。特别是，有机屏障的堆积几何形状导致无机八面体的结构变形，这强烈影响对器件应用至关重要的性能。杨培东教授课题组在层状钙钛矿中使用各种配体取代的高分辨率共振脉冲受激拉曼光谱，发现由于晶格中不同程度的非谐性和动态结构无序，有机配体的组成可以显著改变光声子的移相率及其温度依赖性。这项工作提供了对新生光激发弛豫的分子和时域描述，并为了解它们如何与复杂的层状钙钛矿晶格耦合提供了机会，阐明了光电器件的设计原则。该工作发表在PNAS上。Nano Letter：揭示纳米粒子中热力学不混溶元素的相分离行为在多金属纳米材料中通常观察到相分离，但尚不清楚不混溶元素如何分布在热力学稳定的纳米颗粒中。杨培东教授课题组使用电子显微镜和断层扫描技术研究了纳米颗粒中Au和Rh的相分离。纳米颗粒经过热退火形成热力学稳定的结构。HAADF-STEM和EDS表征表明，Au和Rh分离成两个域，同时它们的混溶性增加。使用像差校正的HAADF-STEM和原子电子断层扫描，发现Au在Rh中的溶解度增加是通过在Rh域内部和Rh表面形成Au簇和单个原子来实现的。此外，基于AuRh纳米颗粒的三维重建，可以对于嵌入纳米颗粒中的不均匀界面进行可视化。这些结果促进了我们对金属混合物纳米级热力学行为的理解，这对于优化多金属纳米结构的许多应用至关重要。该工作发表在Nano Letter上。Nano Letter：无配体可加工钙钛矿半导体油墨
由于其高内聚能，传统的共价半导体需要复杂的工艺方法来制造器件。杨培东教授课题组开发了一种稳定的、无配体的钙钛矿半导体墨水，可用于一步制造基于半导体的图案化光电子学电路系统。在空气中，能够在几分钟内实现液体墨水和固态钙钛矿晶体系统之间的可逆转变。该工作发表在Nano Letter上。JACS：纳米粒子组装诱导配体相互作用，增强电催化CO2转化在决定整体催化性能方面，催化剂所处的微环境与活性位点同样重要。最近，发现纳米颗粒 (NP) 表面配体可以积极参与创造有利的催化微环境，作为纳米颗粒/有序配体中间层 (NOLI) 的一部分，用于选择性CO2转化。然而，许多被认为对形成这种催化夹层必不可少的配体-配体相互作用仍有待理解。杨培东教授课题组通过改变NPs的初始尺寸并利用光谱和电化学技术，表明NPs的组装导致NOLI形成所需的配体相互作用。小纳米颗粒的大表面曲率通过配体交叉促进了相邻纳米颗粒的配体之间的强非共价相互作用。这确保了它们在电化学条件下的集体行为，并产生了结构有序的NOLI配体层。该工作发表在JACS上。1. Room-Temperature Ultraviolet Nanowire Nanolasers, Science. 2001, 292, 1897-1899. DOI: 10.1126/science.1060367.2. Kinetics of Moisture-Induced Phase Transformation in Inorganic Halide Perovskite, Matter. 2021, 4, 2392–2402. DOI: 10.1016/j.matt.2021.04.023.3. Address the “alkalinity problem” in CO2 electrolysis with catalyst design and translation, Joule. 2021, 5, 737-742. DOI: 10.1016/j.joule.2021.02.008.4. The making of a reconfigurable semiconductor with a soft ionic lattice. Matter. 2021, 4, 3874-3896. DOI: 10.1016/j.matt.2021.09.023.5. Sulfur-doped Graphene Anchoring Ultrafine Au25 Nanoclusters for Electrocatalysis, Nano Res. 2021. DOI: 10.1007/s12274-021-3561-2.6. Vibrational relaxation dynamics in layered perovskite quantum well, Proc Natl Acad Sci USA. 2021, 118, e2104425118. DOI: 10.1073/pnas.2104425118.7. Revealing the Phase Separation Behavior of Thermodynamically Immiscible Elements in a Nanoparticle, Nano Letters. 2021, 21, 6684–6689. DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c02225.8. Ligand-free processable perovskite semiconductor ink, Nano Letters. 2021, 21, 8856-8862. DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c03308.9. Nanoparticle Assembly Induced Ligand Interactions for Enhanced Electrocatalytic CO2 Conversion, J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 19919-19927. DOI: 10.1021/jacs1c09777.