近日(ri)，我校霍夫(fu)曼先進材料研究(jiu)院諾獎團(tuan)(tuan)隊(dui)在(zai)(zai)(zai)利用(yong)高能同步輻射(she)(she)(she)對鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦量(liang)子(zi)阱(jing)(jing)的(de)形成機理(li)研究(jiu)領(ling)域(yu)(yu)取(qu)得重要進展：研究(jiu)團(tuan)(tuan)隊(dui)采用(yong)高能掠入射(she)(she)(she)角X射(she)(she)(she)線衍(yan)射(she)(she)(she)實時(shi)表征(zheng)了在(zai)(zai)(zai)三維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦表面通過旋(xuan)涂長鏈有機銨鹽(yan)溶液法所制(zhi)備鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦量(liang)子(zi)阱(jing)(jing)形成過程，明確了與長鏈有機銨分子(zi)發(fa)生反應(ying)(ying)的(de)反應(ying)(ying)物；并通過追蹤反應(ying)(ying)產物在(zai)(zai)(zai)熱退火前后(hou)的(de)晶體結構演變，探究(jiu)了鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦量(liang)子(zi)阱(jing)(jing)形成過程的(de)具(ju)體路徑。這一(yi)研究(jiu)成果發(fa)表在(zai)(zai)(zai)材料領(ling)域(yu)(yu)國際頂尖期刊(kan)《先進材料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文第(di)一(yi)作(zuo)者為(wei)霍夫(fu)曼先進材料研究(jiu)院胡漢林副教授，深圳職(zhi)業技術學(xue)院為(wei)論文第(di)一(yi)完成單位。

有機(ji)(ji)-無機(ji)(ji)雜化(hua)鈣鈦礦(kuang)太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)電(dian)池(chi)，因其優異的光電(dian)轉換效(xiao)率（經(jing)認證的單(dan)結小面(mian)積有機(ji)(ji)-無機(ji)(ji)雜化(hua)鈣鈦礦(kuang)太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)電(dian)池(chi)效(xiao)率已達25.5%）、較低的成本(ben)以及(ji)優良的力學柔(rou)性(xing)等特點，在(zai)新能(neng)(neng)源領域展現出(chu)了(le)巨大的應用(yong)前景。而基于ABX3傳統(tong)(tong)三(san)維結構(gou)的鈣鈦礦(kuang)材(cai)料由(you)于自身的離子(zi)遷移，以及(ji)在(zai)外界光、熱(re)、水等因素(su)下很(hen)容易(yi)被破壞(huai)，面(mian)臨著長(chang)期穩定(ding)性(xing)差(cha)的問(wen)題，嚴重制約了(le)其實際應用(yong)。科學工作者創新地(di)通過鈣鈦礦(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)修飾(shi)傳統(tong)(tong)的三(san)維鈣鈦礦(kuang)方法來制備具(ju)有量(liang)子(zi)阱(jing)/三(san)維鈣鈦礦(kuang)復合結構(gou)的太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)電(dian)池(chi)，使得所(suo)制備的器(qi)件具(ju)有良好的耐輻照、耐高溫和耐濕度(du)特性(xing)。現有的報道主要(yao)集(ji)中(zhong)在(zai)器(qi)件的效(xiao)率和穩定(ding)性(xing)，但對于量(liang)子(zi)阱(jing)的形成機(ji)(ji)理卻(que)鮮有報道，尤(you)其是對在(zai)不同條件下的鈣鈦礦(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)生長(chang)機(ji)(ji)理并不清楚。

為此，我(wo)校研(yan)究(jiu)團隊(dui)采用高(gao)能(neng)(neng)(neng)同步輻(fu)射(she)掠入(ru)射(she)角X射(she)線衍射(she)實時表征了(le)(le)(le)在三(san)(san)維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)表面(mian)通過(guo)旋涂(tu)長鏈有(you)(you)機(ji)銨鹽溶(rong)液法(fa)所制備鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)(zi)(zi)阱(jing)(jing)形成(cheng)(cheng)過(guo)程，在了(le)(le)(le)解(jie)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)生(sheng)長機(ji)理的(de)(de)(de)(de)(de)(de)前(qian)提(ti)下(xia)，研(yan)究(jiu)了(le)(le)(le)不同反(fan)(fan)應(ying)條件(jian)(jian)對(dui)(dui)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)(zi)(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)相純度(du)和取(qu)向有(you)(you)序性(xing)(xing)產生(sheng)影響。該(gai)項(xiang)成(cheng)(cheng)果從(cong)化學反(fan)(fan)應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)理上(shang)(shang)確定(ding)了(le)(le)(le)與(yu)長鏈分子(zi)(zi)(zi)反(fan)(fan)應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)反(fan)(fan)應(ying)物，明確了(le)(le)(le)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)(zi)(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)形成(cheng)(cheng)機(ji)理，探究(jiu)了(le)(le)(le)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)(zi)(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)調控(kong)與(yu)器件(jian)(jian)效(xiao)率(lv)(lv)以及穩(wen)(wen)定(ding)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)本質(zhi)聯系，并(bing)指出了(le)(le)(le)有(you)(you)效(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)調控(kong)手段(duan)(duan)，建立(li)了(le)(le)(le)量子(zi)(zi)(zi)阱(jing)(jing)/三(san)(san)維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復(fu)合結(jie)構薄膜最基礎(chu)理論依據。鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)優越的(de)(de)(de)(de)(de)(de)材料性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)預示(shi)著(zhu)理論上(shang)(shang)它具(ju)備打破(po)現有(you)(you)傳統光伏(fu)格局的(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)力(li)，目前(qian)科(ke)研(yan)領域正在關注單結(jie)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)電池的(de)(de)(de)(de)(de)(de)轉換效(xiao)率(lv)(lv)、穩(wen)(wen)定(ding)性(xing)(xing)和降(jiang)低(di)(di)鉛(qian)污染，有(you)(you)初創企業推出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)單結(jie)組(zu)件(jian)(jian)能(neng)(neng)(neng)量轉換效(xiao)率(lv)(lv)已(yi)超過(guo)17%，接近(jin)多晶硅(gui)組(zu)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)轉換效(xiao)率(lv)(lv)，并(bing)且理論成(cheng)(cheng)本更低(di)(di)。本研(yan)究(jiu)工(gong)作針對(dui)(dui)傳統三(san)(san)維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)光伏(fu)器件(jian)(jian)穩(wen)(wen)定(ding)性(xing)(xing)差的(de)(de)(de)(de)(de)(de)特點(dian)，從(cong)成(cheng)(cheng)膜機(ji)理上(shang)(shang)提(ti)出了(le)(le)(le)量子(zi)(zi)(zi)阱(jing)(jing)/三(san)(san)維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復(fu)合結(jie)構的(de)(de)(de)(de)(de)(de)有(you)(you)效(xiao)調控(kong)手段(duan)(duan)，有(you)(you)望從(cong)根本上(shang)(shang)提(ti)高(gao)器件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)使用壽(shou)命，降(jiang)低(di)(di)器件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)制備成(cheng)(cheng)本，為工(gong)業化生(sheng)高(gao)效(xiao)穩(wen)(wen)定(ding)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太(tai)陽能(neng)(neng)(neng)電池提(ti)供了(le)(le)(le)新的(de)(de)(de)(de)(de)(de)技術途徑(jing)。

Advanced Materials是材料(liao)學科世界頂尖期刊，在國(guo)際材料(liao)領域享(xiang)譽盛名，當前影響因(yin)子(zi)27.39。該研究工作受(shou)到國(guo)家(jia)自(zi)然科學基金委(wei)、深(shen)圳(zhen)市(shi)科創委(wei)以及深(shen)圳(zhen)職業技(ji)術(shu)學院的(de)資助。

（霍夫曼(man)先進(jin)材料研究院(yuan)）