本文授權轉載自公眾號“研之成理”，原作者：CCL

“理想很豐滿，現實很骨感”這句俗語同樣也適用于科研領域。開組會的時候，你可能常常聽老板說：你們看A材料XXX性能好，B材料XXX性能好，剛好互補嘛，XXX同學，你把兩者復合到一起，豈不是很厲害。可是一篇Science級別工作。但實驗結果很可能會"打臉"。做科研，別說1+1 > 2；有時候想要達到1+1=2的效果都很難。在剛剛新鮮出爐的Science文章中，來自加州大學洛杉磯分校的楊陽教授課題組報道，他們成功制備了鈣鈦礦/Cu(In,Ga)Se2（簡稱CIGS）疊加太陽能電池，成功實現了疊加太陽能電池的1+1=2。

因為單節太陽能電池存在肖克利奎伊瑟限(Shockley–Queisser limit)；Shockley–Queisser limit是指單p-n節太陽能電池所能達到的理論能量轉換限；所以，構建疊加太陽能電池是突破限的有效途經。科學家們看中了鈣鈦礦和Cu(In,Ga)Se2這兩種材料，他們單獨作為電池的效果就不錯，同時有較寬的可調帶寬等等優點。但兩者疊加的效果一直不理想，遠遠達不到1+1 =2的效果。研究發現疊加不理想的關鍵因素是界面處的“粗糙度”。粗糙度高導致兩種材料在界面處相互纏繞，容易形成很多短回路，嚴重影響電子和空穴的傳遞。在這篇Science中，作者通過沉積氧化銦錫層，然后再通過化學拋光，降低表面粗糙度，從而實現22.43%的效率。

圖1 表面拋光對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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楊陽教授現任美國加州大學洛杉磯分校（UCLA）材料科學與工程學院的卡羅爾和勞倫斯•Tannas Jr.講座教授。主要研究方向是太陽能及能電子器件。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等刊物發表三百余篇論著。2017年初，H指數在達到132（引用超過80000次）。在有機光伏（OPV）, 可溶液加工石墨烯和CIGS/CZTS/perovskite太陽能電池等領域做出了杰出的貢獻。曾獲中國臺灣成功大學杰出校友獎，南加州華美工程師與科學家協會（CESASC）的杰出成就獎，IEEE光伏專家和IEEE半導體研究協會發明獎和美國科學基金會年輕成就獎（NSF Career Award）等獎勵，并被選為美國物理學會會士（APS），美國材料研究學會會士（MRS），美國電磁學學院會士和光電子學會會士（SPIE）。他同時也是材料科學與化學類別高度引用的教授（2013-2017年）。2010年他被“科學觀察”選為熱門研究人員（僅選出了11名科學家，包括兩位理工科得主-楊教授和Andre Geim (2010年諾貝爾物理學獎獲得者) 以及其余九位生物醫學得主）。

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