本文授權(quán)轉(zhuǎn)載自公眾號(hào)“研之成理”，原作者：CCL

“理想很豐滿，現(xiàn)實(shí)很骨感”這句俗語(yǔ)同樣也適用于科研領(lǐng)域。開(kāi)組會(huì)的時(shí)候，你可能常常聽(tīng)老板說(shuō)：你們看A材料XXX性能好，B材料XXX性能好，剛好互補(bǔ)嘛，XXX同學(xué)，你把兩者復(fù)合到一起，豈不是很厲害。可是一篇Science級(jí)別工作。但實(shí)驗(yàn)結(jié)果很可能會(huì)"打臉"。做科研，別說(shuō)1+1 > 2；有時(shí)候想要達(dá)到1+1=2的效果都很難。在剛剛新鮮出爐的Science文章中，來(lái)自加州大學(xué)洛杉磯分校的楊陽(yáng)教授課題組報(bào)道，他們成功制備了鈣鈦礦/Cu(In,Ga)Se2（簡(jiǎn)稱CIGS）疊加太陽(yáng)能電池，成功實(shí)現(xiàn)了疊加太陽(yáng)能電池的1+1=2。

因?yàn)閱喂?jié)太陽(yáng)能電池存在肖克利奎伊瑟限(Shockley–Queisser limit)；Shockley–Queisser limit是指單p-n節(jié)太陽(yáng)能電池所能達(dá)到的理論能量轉(zhuǎn)換限；所以，構(gòu)建疊加太陽(yáng)能電池是突破限的有效途經(jīng)?？茖W(xué)家們看中了鈣鈦礦和Cu(In,Ga)Se2這兩種材料，他們單獨(dú)作為電池的效果就不錯(cuò)，同時(shí)有較寬的可調(diào)帶寬等等優(yōu)點(diǎn)。但兩者疊加的效果一直不理想，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到1+1 =2的效果。研究發(fā)現(xiàn)疊加不理想的關(guān)鍵因素是界面處的“粗糙度”。粗糙度高導(dǎo)致兩種材料在界面處相互纏繞，容易形成很多短回路，嚴(yán)重影響電子和空穴的傳遞。在這篇Science中，作者通過(guò)沉積氧化銦錫層，然后再通過(guò)化學(xué)拋光，降低表面粗糙度，從而實(shí)現(xiàn)22.43%的效率。

圖1 表面拋光對(duì)CIGS電池的影響

圖2 半透明鈣鈦礦電池性能

圖3 疊加電池性能

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楊陽(yáng)教授現(xiàn)任美國(guó)加州大學(xué)洛杉磯分校（UCLA）材料科學(xué)與工程學(xué)院的卡羅爾和勞倫斯•Tannas Jr.講座教授。主要研究方向是太陽(yáng)能及能電子器件。已在Science, Nature, Nature Materials, Nature Communication, Nature Photonics, Nature Nanotechnology, Science Advance, Angewandte Chemie International Edition, Journal of American Chemical Society, Energy and Environmental Science, Physical Review Letters等刊物發(fā)表三百余篇論著。2017年初，H指數(shù)在達(dá)到132（引用超過(guò)80000次）。在有機(jī)光伏（OPV）, 可溶液加工石墨烯和CIGS/CZTS/perovskite太陽(yáng)能電池等領(lǐng)域做出了杰出的貢獻(xiàn)。曾獲中國(guó)臺(tái)灣成功大學(xué)杰出校友獎(jiǎng)，南加州華美工程師與科學(xué)家協(xié)會(huì)（CESASC）的杰出成就獎(jiǎng)，IEEE光伏專家和IEEE半導(dǎo)體研究協(xié)會(huì)發(fā)明獎(jiǎng)和美國(guó)科學(xué)基金會(huì)年輕成就獎(jiǎng)（NSF Career Award）等獎(jiǎng)勵(lì)，并被選為美國(guó)物理學(xué)會(huì)會(huì)士（APS），美國(guó)材料研究學(xué)會(huì)會(huì)士（MRS），美國(guó)電磁學(xué)學(xué)院會(huì)士和光電子學(xué)會(huì)會(huì)士（SPIE）。他同時(shí)也是材料科學(xué)與化學(xué)類(lèi)別高度引用的教授（2013-2017年）。2010年他被“科學(xué)觀察”選為熱門(mén)研究人員（僅選出了11名科學(xué)家，包括兩位理工科得主-楊教授和Andre Geim (2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者) 以及其余九位生物醫(yī)學(xué)得主）。

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