近日，我校霍(huo)夫曼先(xian)(xian)進(jin)(jin)材(cai)料(liao)研究(jiu)院諾獎(jiang)團隊(dui)在利用高能同步輻射對鈣鈦礦量子阱(jing)的形成(cheng)機(ji)理研究(jiu)領(ling)域取(qu)得重要進(jin)(jin)展：研究(jiu)團隊(dui)采用高能掠入射角X射線衍射實時表(biao)征了在三維鈣鈦礦表(biao)面通過(guo)旋涂(tu)長鏈有(you)機(ji)銨鹽溶液(ye)法所(suo)制(zhi)備鈣鈦礦量子阱(jing)形成(cheng)過(guo)程，明確了與長鏈有(you)機(ji)銨分子發(fa)生(sheng)反(fan)應的反(fan)應物；并通過(guo)追蹤反(fan)應產(chan)物在熱退火前后的晶體(ti)結構演(yan)變(bian)，探究(jiu)了鈣鈦礦量子阱(jing)形成(cheng)過(guo)程的具體(ti)路徑。這一(yi)研究(jiu)成(cheng)果發(fa)表(biao)在材(cai)料(liao)領(ling)域國際頂尖期刊《先(xian)(xian)進(jin)(jin)材(cai)料(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文第一(yi)作者為霍(huo)夫曼先(xian)(xian)進(jin)(jin)材(cai)料(liao)研究(jiu)院胡漢林副教授，深圳(zhen)職業技術學(xue)院為論文第一(yi)完成(cheng)單位。

有(you)(you)(you)機(ji)-無(wu)機(ji)雜(za)化鈣(gai)鈦(tai)礦太(tai)陽能(neng)電池，因其優異的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光電轉換效率(lv)（經認證的(de)(de)(de)(de)(de)(de)單結小面積(ji)有(you)(you)(you)機(ji)-無(wu)機(ji)雜(za)化鈣(gai)鈦(tai)礦太(tai)陽能(neng)電池效率(lv)已達25.5%）、較低的(de)(de)(de)(de)(de)(de)成本以及優良的(de)(de)(de)(de)(de)(de)力學柔性等特點，在新能(neng)源領域展現出了(le)巨大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)應用前(qian)景。而基于(yu)(yu)ABX3傳統三(san)維結構(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)礦材(cai)料由(you)于(yu)(yu)自身的(de)(de)(de)(de)(de)(de)離子(zi)遷移(yi)，以及在外(wai)界光、熱、水等因素下(xia)很容易被破壞，面臨著長期穩定性差的(de)(de)(de)(de)(de)(de)問題，嚴重制(zhi)約了(le)其實際應用。科(ke)學工作者創新地通(tong)過鈣(gai)鈦(tai)礦量(liang)子(zi)阱(jing)修飾傳統的(de)(de)(de)(de)(de)(de)三(san)維鈣(gai)鈦(tai)礦方法來制(zhi)備具有(you)(you)(you)量(liang)子(zi)阱(jing)/三(san)維鈣(gai)鈦(tai)礦復合結構(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)太(tai)陽能(neng)電池，使得所(suo)制(zhi)備的(de)(de)(de)(de)(de)(de)器(qi)件(jian)(jian)具有(you)(you)(you)良好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐輻照、耐高溫和耐濕(shi)度特性。現有(you)(you)(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)報(bao)(bao)道主要(yao)集(ji)中在器(qi)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)效率(lv)和穩定性，但對于(yu)(yu)量(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)形成機(ji)理卻鮮有(you)(you)(you)報(bao)(bao)道，尤其是(shi)對在不同條件(jian)(jian)下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)礦量(liang)子(zi)阱(jing)生長機(ji)理并不清楚。

為此，我校研(yan)究(jiu)團隊采用高(gao)能同步輻射(she)(she)掠(lve)入射(she)(she)角(jiao)X射(she)(she)線衍射(she)(she)實時(shi)表(biao)征了(le)在(zai)三維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)表(biao)面通(tong)過(guo)旋(xuan)涂(tu)長(chang)鏈有(you)機(ji)(ji)銨鹽溶液法所制(zhi)備鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)(jing)形成過(guo)程，在(zai)了(le)解鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)生長(chang)機(ji)(ji)理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)前(qian)提(ti)下，研(yan)究(jiu)了(le)不同反(fan)應(ying)(ying)(ying)條件(jian)(jian)(jian)對鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)相純(chun)度和(he)取向有(you)序性產生影響(xiang)。該項(xiang)成果從(cong)化(hua)學反(fan)應(ying)(ying)(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)(ji)理(li)上(shang)確定(ding)(ding)了(le)與(yu)長(chang)鏈分子(zi)(zi)(zi)反(fan)應(ying)(ying)(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)反(fan)應(ying)(ying)(ying)物(wu)，明確了(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)形成機(ji)(ji)理(li)，探究(jiu)了(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)調(diao)控與(yu)器(qi)件(jian)(jian)(jian)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)(lv)以(yi)及穩定(ding)(ding)性的(de)(de)(de)(de)(de)(de)本質聯系，并指出了(le)有(you)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)調(diao)控手(shou)段(duan)(duan)，建立了(le)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)(jing)/三維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)復合(he)結(jie)構薄膜最基(ji)礎理(li)論依據。鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)優越的(de)(de)(de)(de)(de)(de)材(cai)料性能預示著理(li)論上(shang)它具備打破現有(you)傳統(tong)光伏(fu)格局的(de)(de)(de)(de)(de)(de)能力，目(mu)前(qian)科研(yan)領(ling)域正在(zai)關注單(dan)結(jie)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)電池(chi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)轉換(huan)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)(lv)、穩定(ding)(ding)性和(he)降低(di)鉛污(wu)染，有(you)初(chu)創企業推出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)單(dan)結(jie)組件(jian)(jian)(jian)能量(liang)(liang)(liang)轉換(huan)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)(lv)已超過(guo)17%，接近多晶硅組件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)轉換(huan)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)(lv)，并且理(li)論成本更低(di)。本研(yan)究(jiu)工作針對傳統(tong)三維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)光伏(fu)器(qi)件(jian)(jian)(jian)穩定(ding)(ding)性差的(de)(de)(de)(de)(de)(de)特(te)點，從(cong)成膜機(ji)(ji)理(li)上(shang)提(ti)出了(le)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)(jing)/三維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)復合(he)結(jie)構的(de)(de)(de)(de)(de)(de)有(you)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)調(diao)控手(shou)段(duan)(duan)，有(you)望從(cong)根本上(shang)提(ti)高(gao)器(qi)件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)使(shi)用壽命，降低(di)器(qi)件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)制(zhi)備成本，為工業化(hua)生高(gao)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)穩定(ding)(ding)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)太陽能電池(chi)提(ti)供了(le)新的(de)(de)(de)(de)(de)(de)技術(shu)途徑。

Advanced Materials是材料學科(ke)世(shi)界頂尖期刊，在國際材料領域享譽盛名，當(dang)前影響因子27.39。該研究工作受到國家自然科(ke)學基金委、深圳市科(ke)創委以及深圳職(zhi)業技術(shu)學院(yuan)的資助。

（霍夫曼先進材料(liao)研究院）