李辉：像搭积木相同拼装太阳能电池

正如在许多范畴，进步功率是下降本钱的有用手法相同，关于太阳电池而言，进步光电转化功率可有用下降单位面积光伏发电本钱。可是，纵然再进步功率，单结电池也难以打破29%（硅太阳电池）的理论功率极限。

“叠层电池就像是搭积木相同，你搭一层，再往上搭一层。因为不同半导体吸收不同波长的光，能打破单结电池的理论功率极限，具有高达46%以上的理论功率。”中国科学院电工研讨所超导与动力新资料研讨部副研讨员李辉接受采访时说。

近来，她和英国萨里大学Wei Zhang协作，在世界尖端期刊、影响因子52.758的《化学谈论》（Chemical Reviews）上宣布了封面文章，全面论说钙钛矿叠层太阳电池的研讨进展。

“作业和日子跟曾经没什么两样，科研就像搭积木，有惊喜也有压力。”这位荣获过中国科学院卢嘉锡青年人才奖、北京市科学技术进步一等奖、英国皇家学会高档牛顿研讨学者的80后说。

一次“失利”的试验，让她有了意外的收成

李辉说，钙钛矿叠层太阳电池具有转化功率高、制备本钱低、带隙可调、结构和缺点容忍度高级长处，能与硅电池结合，也能与铜铟镓硒电池结合，在本钱不添加的状况下，可进一步进步电池的实践光电转化功率。

“叠层电池一层一层往上搭的时分，有必要考虑下面的接受能力，比方接受的最高温度。”李辉介绍，尽管现在市面上已有一些叠层电池，比方砷化镓多结太阳电池，可是因为其制备要求严厉，本钱高，约束了实践运用。

早在2017年，李辉就萌生了做叠层电池的主意。2019年，在公派英国萨里大学做访问学者期间，她主要做叠层电池的研讨。“主要是优化子电池和复合层的功能，取得高的功率，测验制备出无复合层的叠层太阳电池，下降资料的制备本钱。”她说。

说起来简单做起来难。“比方说铜铟镓硒电池一般选用高温共蒸发办法制备，取得的多晶薄膜外表粗糙度大，就像一个个山顶与山沟，假如运用溶液法制备钙钛矿电池，钙钛矿就简单在山沟集合，不能构成接连的薄膜，不能取得高效的叠层电池。”李辉说。

为战胜这些困难，她进行了很多的试验。“为下降粗糙度，在底电池上取得均匀、接连掩盖的钙钛矿太阳电池，就得下降制备温度。但温度下降后，铜铟镓硒电池的转化功率也会相应地下降，这就需要在下降电池制备温度的一起，不影响电池的转化功率，这是一个难点。”她说。

一次“失利”的试验，让她有了意外的收成。“在一次试验进程中，因为设备的实践温度没有到达设定值，制备出的电池外表粗糙度显着下降，一起，因为掺杂了其它金属元素，电池的转化功率并没有下降。”她说，这次试验也让她找到了制备温度和转化功率的完美结合点。

经过和牛津大学、萨里大学协作，凭借理论研讨，李辉他们得知铜铟镓硒/钙钛矿叠层电池的最高实践功率可达30.9%。

让科研效果走出试验室

尽管李辉硕士、博士、博士后别离就读于不同的高校和科研单位，可是她被教授的研讨思路是相同的，便是找准研讨方向，做出研讨效果，并推进试验效果搬运转化，真实服务于国民经济主战场。

李辉介绍，钙钛矿叠层太阳电池从试验室到运用还有很长一段路要走，比方要处理稳定性和环保的问题。她将持续与大学协作，进一步进步铜铟镓硒/钙钛矿叠层太阳电池的转化功率和稳定性。

除了研讨叠层电池，她还将持续展开可运用于修建光伏一体化场景的彩色光伏薄膜的研讨。

“把光伏运用到修建上，经过调控彩色光伏薄膜的色彩，到达与周围修建的完美结合。假如说修建是蓝色，咱们就把膜做成蓝色，前期跟企业协作开发了一些低本钱色彩膜，并已得到开始运用。”她说。

此外，她还将持续与企业协作探究适用于效果搬运转化的产、学、研、用一体化道路，并参加光伏行业标准树立作业。

进步功率，奇妙平衡科研与家庭

“我很喜欢做研讨，总能发现一些新现象，这是很欢喜的。不过搞研讨，低谷时期肯定是有的，也便是时间短的几天，找个途径比方听听音乐、跑跑步宣泄一下就过去了。”在问及怎么平衡科研和家庭时，李辉笑了笑，“我的孩子现在读小学，还要统筹孩子，所以白日得进步试验功率，晚上教导完孩子后，我就可以看看文献，写点东西。”

尽管家庭会牵扯一部分精力，但李辉以为，女人搞科研也有优势。“像咱们这些搞研讨的，规划好了一个试验，一般会有希望的成果，但在试验的进程傍边，或许遇到一些你意想不到的状况。假如能捕捉到这些数据，或许就能取得比预期更好的成果，就像居里夫人偶然间发现镭相同。往往女人更仔细，更能捕捉和发现一些细节。”她说。