近(jin)日，我(wo)校(xiao)霍(huo)夫曼先進(jin)材料(liao)研(yan)(yan)究(jiu)院(yuan)諾獎(jiang)團隊在(zai)利用(yong)高(gao)能同步輻射(she)(she)對鈣鈦(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)形(xing)成機(ji)理(li)研(yan)(yan)究(jiu)領(ling)域取得(de)重要進(jin)展(zhan)：研(yan)(yan)究(jiu)團隊采用(yong)高(gao)能掠入射(she)(she)角X射(she)(she)線衍射(she)(she)實時表(biao)征(zheng)了(le)在(zai)三(san)維(wei)鈣鈦(tai)礦(kuang)表(biao)面通(tong)過旋涂長(chang)鏈有機(ji)銨鹽溶液(ye)法所(suo)制備鈣鈦(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)形(xing)成過程，明確了(le)與長(chang)鏈有機(ji)銨分子(zi)發生反應的(de)(de)(de)反應物(wu)；并(bing)通(tong)過追(zhui)蹤反應產物(wu)在(zai)熱退火前后的(de)(de)(de)晶(jing)體結構演(yan)變(bian)，探究(jiu)了(le)鈣鈦(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)形(xing)成過程的(de)(de)(de)具體路徑。這一研(yan)(yan)究(jiu)成果發表(biao)在(zai)材料(liao)領(ling)域國際(ji)頂尖期(qi)刊(kan)《先進(jin)材料(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上(shang)，論文(wen)第一作者為霍(huo)夫曼先進(jin)材料(liao)研(yan)(yan)究(jiu)院(yuan)胡(hu)漢林副教授(shou)，深(shen)圳職業(ye)技術學院(yuan)為論文(wen)第一完成單位。

有(you)機(ji)(ji)-無機(ji)(ji)雜化鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)太陽(yang)能(neng)電(dian)(dian)池，因(yin)其優異的(de)(de)(de)光電(dian)(dian)轉換效率(lv)（經認(ren)證的(de)(de)(de)單結(jie)(jie)小面積有(you)機(ji)(ji)-無機(ji)(ji)雜化鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)太陽(yang)能(neng)電(dian)(dian)池效率(lv)已達25.5%）、較低的(de)(de)(de)成本以及(ji)優良的(de)(de)(de)力學(xue)(xue)柔性(xing)等特點，在(zai)新能(neng)源領域展現出了(le)巨大的(de)(de)(de)應(ying)(ying)用前(qian)景。而基于(yu)ABX3傳統三維結(jie)(jie)構的(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)材料由(you)于(yu)自身的(de)(de)(de)離子(zi)遷移，以及(ji)在(zai)外界(jie)光、熱、水等因(yin)素下很容(rong)易(yi)被破壞，面臨(lin)著長(chang)期(qi)穩定性(xing)差(cha)的(de)(de)(de)問題，嚴重(zhong)制(zhi)約了(le)其實(shi)際應(ying)(ying)用。科學(xue)(xue)工作者(zhe)創新地通過鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)量子(zi)阱修(xiu)飾傳統的(de)(de)(de)三維鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)方法來制(zhi)備具有(you)量子(zi)阱/三維鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)復合結(jie)(jie)構的(de)(de)(de)太陽(yang)能(neng)電(dian)(dian)池，使得所制(zhi)備的(de)(de)(de)器件(jian)具有(you)良好的(de)(de)(de)耐輻照(zhao)、耐高(gao)溫和耐濕度特性(xing)。現有(you)的(de)(de)(de)報道主要(yao)集中在(zai)器件(jian)的(de)(de)(de)效率(lv)和穩定性(xing)，但對(dui)于(yu)量子(zi)阱的(de)(de)(de)形成機(ji)(ji)理(li)卻(que)鮮有(you)報道，尤(you)其是對(dui)在(zai)不(bu)同(tong)條件(jian)下的(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)量子(zi)阱生(sheng)長(chang)機(ji)(ji)理(li)并(bing)不(bu)清楚。

為(wei)此，我(wo)校研(yan)(yan)究(jiu)團隊采用高(gao)(gao)能(neng)同步輻射(she)掠入射(she)角X射(she)線(xian)衍(yan)射(she)實時表征了在三維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)表面(mian)通(tong)過旋涂(tu)長鏈(lian)有(you)(you)機銨鹽溶液法所制備(bei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)阱形成(cheng)(cheng)過程，在了解鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)生長機理的(de)(de)(de)前提下，研(yan)(yan)究(jiu)了不(bu)同反(fan)應(ying)條件(jian)對(dui)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)相純度和取向有(you)(you)序性產生影響。該項成(cheng)(cheng)果從(cong)(cong)化(hua)學反(fan)應(ying)的(de)(de)(de)機理上(shang)確定了與長鏈(lian)分子(zi)(zi)(zi)反(fan)應(ying)的(de)(de)(de)反(fan)應(ying)物，明確了鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)形成(cheng)(cheng)機理，探究(jiu)了鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)調控(kong)與器(qi)件(jian)效(xiao)率(lv)以(yi)及(ji)穩定性的(de)(de)(de)本(ben)質聯(lian)系，并指出(chu)了有(you)(you)效(xiao)的(de)(de)(de)調控(kong)手段(duan)，建立(li)了量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)阱/三維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)復(fu)合結(jie)(jie)構薄(bo)膜(mo)最基礎(chu)理論依據。鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)優越(yue)的(de)(de)(de)材料性能(neng)預示(shi)著理論上(shang)它具備(bei)打(da)破(po)現有(you)(you)傳統光伏(fu)(fu)格局的(de)(de)(de)能(neng)力，目前科研(yan)(yan)領域正在關注單結(jie)(jie)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)電(dian)(dian)池的(de)(de)(de)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)、穩定性和降低(di)鉛(qian)污染(ran)，有(you)(you)初(chu)創企業推出(chu)的(de)(de)(de)單結(jie)(jie)組(zu)件(jian)能(neng)量(liang)(liang)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)已(yi)超(chao)過17%，接近多(duo)晶硅(gui)組(zu)件(jian)的(de)(de)(de)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)，并且理論成(cheng)(cheng)本(ben)更低(di)。本(ben)研(yan)(yan)究(jiu)工作針(zhen)對(dui)傳統三維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)光伏(fu)(fu)器(qi)件(jian)穩定性差的(de)(de)(de)特點(dian)，從(cong)(cong)成(cheng)(cheng)膜(mo)機理上(shang)提出(chu)了量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)阱/三維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)復(fu)合結(jie)(jie)構的(de)(de)(de)有(you)(you)效(xiao)調控(kong)手段(duan)，有(you)(you)望從(cong)(cong)根本(ben)上(shang)提高(gao)(gao)器(qi)件(jian)的(de)(de)(de)使用壽命(ming)，降低(di)器(qi)件(jian)的(de)(de)(de)制備(bei)成(cheng)(cheng)本(ben)，為(wei)工業化(hua)生高(gao)(gao)效(xiao)穩定鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)太陽能(neng)電(dian)(dian)池提供了新的(de)(de)(de)技術途徑。

Advanced Materials是(shi)材(cai)料(liao)(liao)學(xue)科(ke)世界頂尖(jian)期刊，在國際(ji)材(cai)料(liao)(liao)領域享譽盛名(ming)，當(dang)前影響因子27.39。該(gai)研究工作(zuo)受到(dao)國家(jia)自(zi)然科(ke)學(xue)基(ji)金委、深圳市科(ke)創委以(yi)及(ji)深圳職(zhi)業(ye)技術(shu)學(xue)院的資助。

（霍夫曼先(xian)進材料研(yan)究院）