近日，我校霍夫曼(man)先進材(cai)料(liao)研(yan)究院諾獎團隊(dui)在利用高能同(tong)步輻射對(dui)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦量子(zi)阱(jing)的(de)形(xing)成(cheng)機(ji)(ji)理研(yan)究領域(yu)取得重要進展：研(yan)究團隊(dui)采用高能掠入射角X射線衍射實時表征了在三維鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦表面通(tong)過(guo)旋涂長鏈(lian)有機(ji)(ji)銨(an)鹽溶(rong)液法所制備(bei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦量子(zi)阱(jing)形(xing)成(cheng)過(guo)程(cheng)，明確了與(yu)長鏈(lian)有機(ji)(ji)銨(an)分(fen)子(zi)發生反應的(de)反應物；并通(tong)過(guo)追蹤反應產(chan)物在熱退火(huo)前后的(de)晶體結構演變，探(tan)究了鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦量子(zi)阱(jing)形(xing)成(cheng)過(guo)程(cheng)的(de)具體路徑。這(zhe)一(yi)研(yan)究成(cheng)果發表在材(cai)料(liao)領域(yu)國(guo)際頂尖期刊《先進材(cai)料(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文(wen)第(di)一(yi)作者為霍夫曼(man)先進材(cai)料(liao)研(yan)究院胡(hu)漢林副教授(shou)，深(shen)圳職(zhi)業技術學院為論文(wen)第(di)一(yi)完成(cheng)單位(wei)。

有機-無機雜化鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)電池(chi)，因(yin)其優異的(de)(de)光電轉(zhuan)換效(xiao)率(lv)（經認(ren)證的(de)(de)單結小面積有機-無機雜化鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)電池(chi)效(xiao)率(lv)已達25.5%）、較低的(de)(de)成本以及優良的(de)(de)力(li)學柔性(xing)等特點(dian)，在新(xin)能(neng)(neng)源(yuan)領(ling)域展現出了巨大(da)的(de)(de)應用前景。而基于(yu)ABX3傳(chuan)統(tong)(tong)三(san)維(wei)結構(gou)(gou)的(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦材(cai)料由于(yu)自身的(de)(de)離子(zi)遷移，以及在外(wai)界光、熱、水(shui)等因(yin)素下(xia)很(hen)容易(yi)被破壞，面臨著長(chang)期穩定性(xing)差的(de)(de)問題(ti)，嚴重制約了其實際應用。科學工作(zuo)者創(chuang)新(xin)地通過(guo)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦量(liang)子(zi)阱(jing)修飾傳(chuan)統(tong)(tong)的(de)(de)三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦方法來制備(bei)具(ju)有量(liang)子(zi)阱(jing)/三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦復(fu)合結構(gou)(gou)的(de)(de)太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)電池(chi)，使得所制備(bei)的(de)(de)器(qi)件具(ju)有良好(hao)的(de)(de)耐輻照、耐高(gao)溫和(he)耐濕度特性(xing)。現有的(de)(de)報道主要集中在器(qi)件的(de)(de)效(xiao)率(lv)和(he)穩定性(xing)，但對于(yu)量(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)形成機理(li)卻鮮有報道，尤(you)其是對在不同條件下(xia)的(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦量(liang)子(zi)阱(jing)生(sheng)長(chang)機理(li)并(bing)不清楚。

為此，我校研究(jiu)(jiu)團隊采用高能(neng)同(tong)步輻射(she)掠(lve)入射(she)角X射(she)線衍(yan)射(she)實(shi)時表(biao)征了(le)在三(san)(san)維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)表(biao)面通過旋涂長鏈有機(ji)銨鹽溶液(ye)法(fa)所制備鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)阱(jing)形成過程，在了(le)解鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)生(sheng)長機(ji)理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)前(qian)提(ti)下，研究(jiu)(jiu)了(le)不(bu)同(tong)反(fan)應(ying)條(tiao)件對(dui)(dui)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)相純度和(he)取向(xiang)有序性(xing)(xing)產生(sheng)影(ying)響(xiang)。該(gai)項成果從(cong)(cong)化(hua)學(xue)反(fan)應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)理(li)上(shang)(shang)確(que)定了(le)與長鏈分子(zi)(zi)(zi)(zi)反(fan)應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)反(fan)應(ying)物，明確(que)了(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)形成機(ji)理(li)，探究(jiu)(jiu)了(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)調(diao)(diao)控(kong)(kong)與器(qi)(qi)件效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)以及穩(wen)(wen)定性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)本(ben)質聯系，并指出了(le)有效(xiao)(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)調(diao)(diao)控(kong)(kong)手段，建立了(le)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)阱(jing)/三(san)(san)維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復(fu)合結構(gou)薄膜最基礎理(li)論(lun)(lun)依據。鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)優越(yue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)材(cai)料性(xing)(xing)能(neng)預示著理(li)論(lun)(lun)上(shang)(shang)它具備打(da)破現有傳統光(guang)伏(fu)(fu)格局的(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)力，目前(qian)科研領域正在關注單(dan)結鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)電(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)換效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)、穩(wen)(wen)定性(xing)(xing)和(he)降低鉛污染，有初(chu)創企業推出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)單(dan)結組件能(neng)量(liang)(liang)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)換效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)已(yi)超過17%，接近多晶硅組件的(de)(de)(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)換效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)，并且(qie)理(li)論(lun)(lun)成本(ben)更(geng)低。本(ben)研究(jiu)(jiu)工作針(zhen)對(dui)(dui)傳統三(san)(san)維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)光(guang)伏(fu)(fu)器(qi)(qi)件穩(wen)(wen)定性(xing)(xing)差的(de)(de)(de)(de)(de)(de)特(te)點，從(cong)(cong)成膜機(ji)理(li)上(shang)(shang)提(ti)出了(le)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)阱(jing)/三(san)(san)維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復(fu)合結構(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)有效(xiao)(xiao)(xiao)調(diao)(diao)控(kong)(kong)手段，有望從(cong)(cong)根本(ben)上(shang)(shang)提(ti)高器(qi)(qi)件的(de)(de)(de)(de)(de)(de)使用壽(shou)命，降低器(qi)(qi)件的(de)(de)(de)(de)(de)(de)制備成本(ben)，為工業化(hua)生(sheng)高效(xiao)(xiao)(xiao)穩(wen)(wen)定鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)太陽能(neng)電(dian)(dian)池(chi)(chi)提(ti)供了(le)新的(de)(de)(de)(de)(de)(de)技(ji)術途徑。

Advanced Materials是材料(liao)學科(ke)(ke)世界頂尖(jian)期刊，在(zai)國(guo)(guo)際材料(liao)領域(yu)享譽(yu)盛名，當前影響因子(zi)27.39。該研(yan)究工作(zuo)受到國(guo)(guo)家自然科(ke)(ke)學基金委、深圳(zhen)市科(ke)(ke)創委以及(ji)深圳(zhen)職業技術學院的資助。

（霍(huo)夫曼先進材料研究(jiu)院）