近(jin)日(ri)，我校霍夫曼先進(jin)(jin)材(cai)料研(yan)(yan)究(jiu)院(yuan)諾獎團隊(dui)在(zai)(zai)利(li)用高能同步(bu)輻射(she)對鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱的(de)形成(cheng)機理研(yan)(yan)究(jiu)領域取得重要進(jin)(jin)展(zhan)：研(yan)(yan)究(jiu)團隊(dui)采(cai)用高能掠入射(she)角X射(she)線衍射(she)實時表(biao)征了在(zai)(zai)三維鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)表(biao)面通過旋涂長(chang)鏈有(you)機銨鹽(yan)溶液法(fa)所制備(bei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱形成(cheng)過程，明(ming)確了與長(chang)鏈有(you)機銨分子(zi)(zi)發生(sheng)反(fan)應的(de)反(fan)應物；并(bing)通過追蹤反(fan)應產(chan)物在(zai)(zai)熱退火(huo)前(qian)后(hou)的(de)晶體結構(gou)演變(bian)，探究(jiu)了鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱形成(cheng)過程的(de)具體路徑。這(zhe)一研(yan)(yan)究(jiu)成(cheng)果發表(biao)在(zai)(zai)材(cai)料領域國際頂尖期刊《先進(jin)(jin)材(cai)料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文(wen)第一作者(zhe)為(wei)霍夫曼先進(jin)(jin)材(cai)料研(yan)(yan)究(jiu)院(yuan)胡(hu)漢林副教授，深圳(zhen)職業(ye)技術學院(yuan)為(wei)論文(wen)第一完成(cheng)單位。

有(you)(you)(you)機(ji)-無機(ji)雜化鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)太陽能電(dian)池(chi)，因(yin)其(qi)優(you)異的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光電(dian)轉換效率(lv)（經認證的(de)(de)(de)(de)(de)(de)單結(jie)小面積有(you)(you)(you)機(ji)-無機(ji)雜化鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)太陽能電(dian)池(chi)效率(lv)已達25.5%）、較低的(de)(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)本(ben)以及優(you)良的(de)(de)(de)(de)(de)(de)力學柔性等特(te)點(dian)，在新能源領域展現出了(le)巨大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)應用前景。而(er)基(ji)于ABX3傳統三(san)維(wei)結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)材料由于自身的(de)(de)(de)(de)(de)(de)離子(zi)遷移(yi)，以及在外(wai)界光、熱(re)、水(shui)等因(yin)素下很容易被(bei)破壞，面臨著(zhu)長期(qi)穩(wen)定性差的(de)(de)(de)(de)(de)(de)問題，嚴(yan)重制(zhi)約了(le)其(qi)實際(ji)應用。科(ke)學工作者(zhe)創新地(di)通過鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱修飾傳統的(de)(de)(de)(de)(de)(de)三(san)維(wei)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)方法(fa)來(lai)制(zhi)備具有(you)(you)(you)量子(zi)阱/三(san)維(wei)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)復合結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)太陽能電(dian)池(chi)，使(shi)得所制(zhi)備的(de)(de)(de)(de)(de)(de)器件具有(you)(you)(you)良好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐輻照、耐高溫和耐濕度特(te)性。現有(you)(you)(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)報道主要集中在器件的(de)(de)(de)(de)(de)(de)效率(lv)和穩(wen)定性，但對于量子(zi)阱的(de)(de)(de)(de)(de)(de)形成(cheng)機(ji)理卻鮮有(you)(you)(you)報道，尤其(qi)是對在不(bu)同條件下的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱生(sheng)長機(ji)理并不(bu)清楚。

為此，我校研究(jiu)團隊采(cai)用(yong)高(gao)能(neng)同(tong)步輻射(she)掠入射(she)角X射(she)線衍(yan)射(she)實時表征了(le)(le)(le)(le)在(zai)三(san)(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦表面(mian)通(tong)過(guo)旋涂長(chang)(chang)鏈有機銨鹽溶液(ye)法(fa)所(suo)制備鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦量子(zi)(zi)阱(jing)形成過(guo)程，在(zai)了(le)(le)(le)(le)解鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦生(sheng)長(chang)(chang)機理(li)的(de)(de)前(qian)提下，研究(jiu)了(le)(le)(le)(le)不同(tong)反(fan)應條件(jian)(jian)對鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦量子(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)相純度和(he)取向有序性(xing)產(chan)生(sheng)影響。該項成果(guo)從化學(xue)反(fan)應的(de)(de)機理(li)上(shang)確定(ding)(ding)了(le)(le)(le)(le)與長(chang)(chang)鏈分子(zi)(zi)反(fan)應的(de)(de)反(fan)應物，明確了(le)(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦量子(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)形成機理(li)，探究(jiu)了(le)(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦量子(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)調(diao)(diao)控(kong)與器(qi)(qi)(qi)件(jian)(jian)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)以及穩定(ding)(ding)性(xing)的(de)(de)本質聯系，并(bing)(bing)指(zhi)出了(le)(le)(le)(le)有效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)的(de)(de)調(diao)(diao)控(kong)手段(duan)，建(jian)立了(le)(le)(le)(le)量子(zi)(zi)阱(jing)/三(san)(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦復合結構(gou)薄膜最基(ji)礎理(li)論(lun)依(yi)據。鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦優越的(de)(de)材料(liao)性(xing)能(neng)預示著(zhu)理(li)論(lun)上(shang)它具備打(da)破現有傳統光(guang)伏(fu)格局的(de)(de)能(neng)力，目前(qian)科(ke)研領域正在(zai)關注單結鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦電池的(de)(de)轉換(huan)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)、穩定(ding)(ding)性(xing)和(he)降(jiang)低(di)鉛(qian)污染，有初創企業推(tui)出的(de)(de)單結組(zu)件(jian)(jian)能(neng)量轉換(huan)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)已超過(guo)17%，接(jie)近(jin)多晶硅組(zu)件(jian)(jian)的(de)(de)轉換(huan)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)，并(bing)(bing)且理(li)論(lun)成本更低(di)。本研究(jiu)工作針(zhen)對傳統三(san)(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦光(guang)伏(fu)器(qi)(qi)(qi)件(jian)(jian)穩定(ding)(ding)性(xing)差的(de)(de)特(te)點(dian)，從成膜機理(li)上(shang)提出了(le)(le)(le)(le)量子(zi)(zi)阱(jing)/三(san)(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦復合結構(gou)的(de)(de)有效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)調(diao)(diao)控(kong)手段(duan)，有望(wang)從根本上(shang)提高(gao)器(qi)(qi)(qi)件(jian)(jian)的(de)(de)使用(yong)壽命，降(jiang)低(di)器(qi)(qi)(qi)件(jian)(jian)的(de)(de)制備成本，為工業化生(sheng)高(gao)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)穩定(ding)(ding)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦太陽能(neng)電池提供了(le)(le)(le)(le)新(xin)的(de)(de)技術途(tu)徑。

Advanced Materials是(shi)材料(liao)學科(ke)世(shi)界頂尖期刊，在(zai)國際材料(liao)領域享譽(yu)盛名，當(dang)前(qian)影(ying)響因子27.39。該研究工作受到(dao)國家(jia)自然科(ke)學基金委、深圳市科(ke)創委以及深圳職業技術學院的資(zi)助(zhu)。

（霍(huo)夫曼先進材料研(yan)究(jiu)院）