近日，我校霍夫(fu)曼先進材料(liao)研究(jiu)院(yuan)諾獎(jiang)團隊在利用(yong)高能同步輻射(she)對(dui)鈣(gai)鈦(tai)礦量子(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)形(xing)成(cheng)(cheng)機理(li)研究(jiu)領域取得(de)重要進展：研究(jiu)團隊采(cai)用(yong)高能掠入(ru)射(she)角(jiao)X射(she)線衍射(she)實時表征了(le)在三維鈣(gai)鈦(tai)礦表面通過(guo)旋(xuan)涂長鏈有機銨鹽溶液法所制備(bei)鈣(gai)鈦(tai)礦量子(zi)阱(jing)(jing)形(xing)成(cheng)(cheng)過(guo)程，明確了(le)與長鏈有機銨分(fen)子(zi)發生反應(ying)的(de)(de)反應(ying)物；并(bing)通過(guo)追(zhui)蹤反應(ying)產物在熱退火前后(hou)的(de)(de)晶體結(jie)構演變，探(tan)究(jiu)了(le)鈣(gai)鈦(tai)礦量子(zi)阱(jing)(jing)形(xing)成(cheng)(cheng)過(guo)程的(de)(de)具體路徑(jing)。這一(yi)(yi)研究(jiu)成(cheng)(cheng)果發表在材料(liao)領域國(guo)際(ji)頂尖期(qi)刊《先進材料(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論(lun)文第一(yi)(yi)作者(zhe)為霍夫(fu)曼先進材料(liao)研究(jiu)院(yuan)胡漢林副教授，深圳職(zhi)業技術學院(yuan)為論(lun)文第一(yi)(yi)完成(cheng)(cheng)單(dan)位(wei)。

有(you)機(ji)(ji)-無機(ji)(ji)雜化鈣鈦(tai)(tai)(tai)礦太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)電(dian)池(chi)，因(yin)其優(you)異的(de)光電(dian)轉(zhuan)換效(xiao)(xiao)率(lv)（經認證的(de)單結(jie)小面積有(you)機(ji)(ji)-無機(ji)(ji)雜化鈣鈦(tai)(tai)(tai)礦太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)電(dian)池(chi)效(xiao)(xiao)率(lv)已達25.5%）、較低的(de)成(cheng)本以(yi)及(ji)優(you)良(liang)(liang)的(de)力學(xue)柔性等(deng)特點，在(zai)新能(neng)(neng)源(yuan)領域(yu)展現(xian)出(chu)了(le)巨大的(de)應用(yong)前景。而基(ji)于(yu)(yu)ABX3傳統三(san)維結(jie)構的(de)鈣鈦(tai)(tai)(tai)礦材料(liao)由于(yu)(yu)自身的(de)離子(zi)(zi)遷(qian)移，以(yi)及(ji)在(zai)外界光、熱(re)、水等(deng)因(yin)素下(xia)很容易被破(po)壞(huai)，面臨著長(chang)期穩(wen)(wen)定性差的(de)問題，嚴重制(zhi)約了(le)其實(shi)際應用(yong)。科學(xue)工作者創新地通過鈣鈦(tai)(tai)(tai)礦量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)(jing)修飾傳統的(de)三(san)維鈣鈦(tai)(tai)(tai)礦方法來制(zhi)備具有(you)量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)(jing)/三(san)維鈣鈦(tai)(tai)(tai)礦復合結(jie)構的(de)太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)電(dian)池(chi)，使得所(suo)制(zhi)備的(de)器(qi)件(jian)具有(you)良(liang)(liang)好的(de)耐(nai)輻(fu)照、耐(nai)高溫和耐(nai)濕(shi)度特性。現(xian)有(you)的(de)報(bao)道主要集(ji)中在(zai)器(qi)件(jian)的(de)效(xiao)(xiao)率(lv)和穩(wen)(wen)定性，但對于(yu)(yu)量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)(jing)的(de)形成(cheng)機(ji)(ji)理卻(que)鮮(xian)有(you)報(bao)道，尤(you)其是對在(zai)不(bu)同條件(jian)下(xia)的(de)鈣鈦(tai)(tai)(tai)礦量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)(jing)生長(chang)機(ji)(ji)理并(bing)不(bu)清(qing)楚。

為此，我校(xiao)研(yan)究(jiu)團隊采用(yong)高(gao)能(neng)同步(bu)輻(fu)射掠入(ru)射角X射線衍射實時表征了(le)(le)(le)在三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)表面通過旋涂長鏈(lian)有(you)機(ji)銨(an)鹽溶液法所制(zhi)備(bei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)阱形(xing)成(cheng)過程(cheng)，在了(le)(le)(le)解(jie)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)生長機(ji)理的(de)(de)前提(ti)下(xia)，研(yan)究(jiu)了(le)(le)(le)不同反(fan)應條件(jian)對鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)阱的(de)(de)相純度(du)和取向(xiang)有(you)序(xu)性(xing)(xing)(xing)產(chan)生影響。該(gai)項成(cheng)果(guo)從化(hua)學反(fan)應的(de)(de)機(ji)理上(shang)(shang)確定了(le)(le)(le)與長鏈(lian)分子(zi)反(fan)應的(de)(de)反(fan)應物(wu)，明確了(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)阱的(de)(de)形(xing)成(cheng)機(ji)理，探(tan)究(jiu)了(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)阱的(de)(de)調(diao)控與器件(jian)效(xiao)率(lv)(lv)以及穩(wen)(wen)定性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)本質聯系，并指出了(le)(le)(le)有(you)效(xiao)的(de)(de)調(diao)控手(shou)段，建立了(le)(le)(le)量(liang)子(zi)阱/三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)復(fu)(fu)合結(jie)構薄膜最基(ji)礎理論依據。鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)優越的(de)(de)材(cai)料(liao)性(xing)(xing)(xing)能(neng)預示(shi)著理論上(shang)(shang)它具備(bei)打破現有(you)傳(chuan)統光伏格局的(de)(de)能(neng)力，目前科(ke)研(yan)領域(yu)正在關注單結(jie)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)電池的(de)(de)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)(lv)、穩(wen)(wen)定性(xing)(xing)(xing)和降低(di)鉛污染，有(you)初(chu)創企業(ye)推出的(de)(de)單結(jie)組件(jian)能(neng)量(liang)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)(lv)已(yi)超(chao)過17%，接(jie)近多(duo)晶(jing)硅組件(jian)的(de)(de)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)(lv)，并且理論成(cheng)本更低(di)。本研(yan)究(jiu)工作(zuo)針對傳(chuan)統三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)光伏器件(jian)穩(wen)(wen)定性(xing)(xing)(xing)差的(de)(de)特點，從成(cheng)膜機(ji)理上(shang)(shang)提(ti)出了(le)(le)(le)量(liang)子(zi)阱/三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)復(fu)(fu)合結(jie)構的(de)(de)有(you)效(xiao)調(diao)控手(shou)段，有(you)望從根(gen)本上(shang)(shang)提(ti)高(gao)器件(jian)的(de)(de)使(shi)用(yong)壽命，降低(di)器件(jian)的(de)(de)制(zhi)備(bei)成(cheng)本，為工業(ye)化(hua)生高(gao)效(xiao)穩(wen)(wen)定鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)太陽能(neng)電池提(ti)供了(le)(le)(le)新的(de)(de)技術途(tu)徑。

Advanced Materials是材(cai)料學(xue)科世界頂(ding)尖期刊，在國際材(cai)料領域享譽盛(sheng)名，當前影響因(yin)子(zi)27.39。該研(yan)究工作受到國家自然(ran)科學(xue)基金委(wei)、深圳市(shi)科創委(wei)以及深圳職業技(ji)術(shu)學(xue)院的資助。

（霍夫曼先進材料研究(jiu)院）