近日，我校霍(huo)(huo)夫曼(man)先(xian)(xian)進材(cai)(cai)料(liao)研(yan)究院(yuan)諾獎團隊(dui)(dui)在(zai)(zai)利用(yong)高(gao)能同步輻射對鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)(jing)的(de)形成(cheng)機理研(yan)究領域(yu)(yu)取得重要(yao)進展：研(yan)究團隊(dui)(dui)采(cai)用(yong)高(gao)能掠入射角(jiao)X射線衍射實時表(biao)征了(le)(le)在(zai)(zai)三維鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)表(biao)面(mian)通(tong)(tong)過(guo)旋涂長鏈有機銨鹽溶(rong)液法所(suo)制備鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)(jing)形成(cheng)過(guo)程，明(ming)確了(le)(le)與長鏈有機銨分子(zi)(zi)(zi)發生(sheng)反(fan)應的(de)反(fan)應物；并通(tong)(tong)過(guo)追蹤反(fan)應產物在(zai)(zai)熱退火前(qian)后的(de)晶體結(jie)構演變(bian)，探究了(le)(le)鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)(jing)形成(cheng)過(guo)程的(de)具體路徑。這一研(yan)究成(cheng)果發表(biao)在(zai)(zai)材(cai)(cai)料(liao)領域(yu)(yu)國際(ji)頂尖期刊《先(xian)(xian)進材(cai)(cai)料(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文第一作者(zhe)為霍(huo)(huo)夫曼(man)先(xian)(xian)進材(cai)(cai)料(liao)研(yan)究院(yuan)胡漢(han)林副教授，深圳職業技(ji)術學院(yuan)為論文第一完成(cheng)單位。

有(you)(you)機(ji)-無機(ji)雜化(hua)鈣(gai)鈦礦(kuang)太陽能(neng)電池(chi)，因(yin)其優(you)異的(de)(de)(de)光(guang)(guang)電轉換效(xiao)率（經認證的(de)(de)(de)單結(jie)小面積有(you)(you)機(ji)-無機(ji)雜化(hua)鈣(gai)鈦礦(kuang)太陽能(neng)電池(chi)效(xiao)率已達25.5%）、較(jiao)低的(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)本以及優(you)良(liang)的(de)(de)(de)力(li)學(xue)柔性等特(te)點，在(zai)新能(neng)源領(ling)域展現出了(le)巨大的(de)(de)(de)應用前景。而基于ABX3傳統三(san)維結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)鈣(gai)鈦礦(kuang)材料由于自身的(de)(de)(de)離子(zi)遷移，以及在(zai)外界光(guang)(guang)、熱、水等因(yin)素下(xia)很容易被(bei)破(po)壞(huai)，面臨著長(chang)期穩(wen)定性差(cha)的(de)(de)(de)問題，嚴重制約了(le)其實(shi)際應用。科學(xue)工(gong)作(zuo)者創新地通過(guo)鈣(gai)鈦礦(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)修飾傳統的(de)(de)(de)三(san)維鈣(gai)鈦礦(kuang)方(fang)法來制備(bei)具有(you)(you)量(liang)子(zi)阱(jing)/三(san)維鈣(gai)鈦礦(kuang)復合(he)結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)太陽能(neng)電池(chi)，使得(de)所制備(bei)的(de)(de)(de)器件具有(you)(you)良(liang)好的(de)(de)(de)耐(nai)輻照、耐(nai)高(gao)溫和耐(nai)濕度特(te)性。現有(you)(you)的(de)(de)(de)報道主要集中(zhong)在(zai)器件的(de)(de)(de)效(xiao)率和穩(wen)定性，但對于量(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)形成(cheng)(cheng)機(ji)理卻鮮有(you)(you)報道，尤(you)其是對在(zai)不(bu)同條件下(xia)的(de)(de)(de)鈣(gai)鈦礦(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)生長(chang)機(ji)理并不(bu)清楚。

為此，我校(xiao)研究團隊采(cai)用高(gao)能同(tong)步輻射(she)掠入射(she)角X射(she)線(xian)衍射(she)實時表征了(le)(le)(le)在三維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)表面通過(guo)旋(xuan)涂長鏈(lian)有(you)(you)機銨鹽溶液法所制備鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子阱(jing)形成(cheng)過(guo)程，在了(le)(le)(le)解(jie)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)生長機理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)前提(ti)(ti)(ti)下，研究了(le)(le)(le)不同(tong)反(fan)應(ying)條件對鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)相純度和取向有(you)(you)序性(xing)(xing)(xing)產(chan)生影(ying)響。該(gai)項成(cheng)果從化(hua)學反(fan)應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)機理(li)上(shang)確定(ding)(ding)(ding)了(le)(le)(le)與長鏈(lian)分子反(fan)應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)反(fan)應(ying)物，明確了(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)形成(cheng)機理(li)，探究了(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)調控(kong)與器件效(xiao)率(lv)以及穩(wen)定(ding)(ding)(ding)性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)本(ben)(ben)質聯系(xi)，并指出(chu)(chu)了(le)(le)(le)有(you)(you)效(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)調控(kong)手(shou)段，建立(li)了(le)(le)(le)量(liang)(liang)子阱(jing)/三維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)復合結(jie)構薄膜(mo)最基礎(chu)理(li)論(lun)依據。鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)優越的(de)(de)(de)(de)(de)材(cai)料性(xing)(xing)(xing)能預示著理(li)論(lun)上(shang)它具(ju)備打破現有(you)(you)傳(chuan)統(tong)光伏格局的(de)(de)(de)(de)(de)能力，目前科研領(ling)域正在關注(zhu)單(dan)結(jie)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)電池(chi)的(de)(de)(de)(de)(de)轉換效(xiao)率(lv)、穩(wen)定(ding)(ding)(ding)性(xing)(xing)(xing)和降低鉛污染，有(you)(you)初創(chuang)企(qi)業推(tui)出(chu)(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)單(dan)結(jie)組件能量(liang)(liang)轉換效(xiao)率(lv)已超過(guo)17%，接近(jin)多晶硅組件的(de)(de)(de)(de)(de)轉換效(xiao)率(lv)，并且理(li)論(lun)成(cheng)本(ben)(ben)更低。本(ben)(ben)研究工作針對傳(chuan)統(tong)三維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)光伏器件穩(wen)定(ding)(ding)(ding)性(xing)(xing)(xing)差的(de)(de)(de)(de)(de)特點，從成(cheng)膜(mo)機理(li)上(shang)提(ti)(ti)(ti)出(chu)(chu)了(le)(le)(le)量(liang)(liang)子阱(jing)/三維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)復合結(jie)構的(de)(de)(de)(de)(de)有(you)(you)效(xiao)調控(kong)手(shou)段，有(you)(you)望從根(gen)本(ben)(ben)上(shang)提(ti)(ti)(ti)高(gao)器件的(de)(de)(de)(de)(de)使用壽命，降低器件的(de)(de)(de)(de)(de)制備成(cheng)本(ben)(ben)，為工業化(hua)生高(gao)效(xiao)穩(wen)定(ding)(ding)(ding)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)太陽能電池(chi)提(ti)(ti)(ti)供了(le)(le)(le)新的(de)(de)(de)(de)(de)技術途徑(jing)。

Advanced Materials是材(cai)料學科世界頂(ding)尖(jian)期刊，在國(guo)(guo)際(ji)材(cai)料領域享(xiang)譽盛名(ming)，當前影響(xiang)因子27.39。該(gai)研究工作(zuo)受到國(guo)(guo)家自然科學基金(jin)委、深(shen)圳市(shi)科創委以及(ji)深(shen)圳職業(ye)技術學院的資助。

（霍夫曼先進材料(liao)研(yan)究院(yuan)）