近日(ri)，我校霍(huo)夫曼(man)先(xian)進(jin)材(cai)料(liao)研(yan)究(jiu)(jiu)院(yuan)諾獎團(tuan)(tuan)隊在(zai)利用(yong)高(gao)能同(tong)步輻射(she)對鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)(jing)的(de)形成(cheng)(cheng)(cheng)機理研(yan)究(jiu)(jiu)領(ling)域取得重要進(jin)展：研(yan)究(jiu)(jiu)團(tuan)(tuan)隊采用(yong)高(gao)能掠入(ru)射(she)角X射(she)線(xian)衍(yan)射(she)實時表(biao)(biao)征(zheng)了(le)在(zai)三維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)表(biao)(biao)面通過旋涂長鏈(lian)有機銨(an)鹽溶(rong)液(ye)法所制備(bei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)(jing)形成(cheng)(cheng)(cheng)過程(cheng)，明確了(le)與長鏈(lian)有機銨(an)分(fen)子(zi)發生反(fan)應(ying)的(de)反(fan)應(ying)物；并(bing)通過追蹤反(fan)應(ying)產物在(zai)熱退火前后的(de)晶(jing)體(ti)結構演變(bian)，探究(jiu)(jiu)了(le)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)(jing)形成(cheng)(cheng)(cheng)過程(cheng)的(de)具體(ti)路(lu)徑(jing)。這一研(yan)究(jiu)(jiu)成(cheng)(cheng)(cheng)果發表(biao)(biao)在(zai)材(cai)料(liao)領(ling)域國際(ji)頂尖期刊《先(xian)進(jin)材(cai)料(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文(wen)第(di)(di)一作(zuo)者為(wei)霍(huo)夫曼(man)先(xian)進(jin)材(cai)料(liao)研(yan)究(jiu)(jiu)院(yuan)胡漢(han)林副教授，深圳職業技術學院(yuan)為(wei)論文(wen)第(di)(di)一完成(cheng)(cheng)(cheng)單位。

有(you)(you)機-無(wu)機雜(za)化(hua)鈣鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦太陽(yang)能電(dian)池(chi)，因(yin)其(qi)優(you)異的(de)(de)(de)光電(dian)轉換效率(lv)（經認(ren)證的(de)(de)(de)單結(jie)小(xiao)面積有(you)(you)機-無(wu)機雜(za)化(hua)鈣鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦太陽(yang)能電(dian)池(chi)效率(lv)已達25.5%）、較(jiao)低(di)的(de)(de)(de)成本以及優(you)良的(de)(de)(de)力(li)學柔性(xing)等特點，在新能源領域展現出了巨大的(de)(de)(de)應(ying)(ying)用(yong)前(qian)景。而基于(yu)ABX3傳統三(san)(san)維(wei)結(jie)構的(de)(de)(de)鈣鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦材料由于(yu)自身的(de)(de)(de)離子(zi)(zi)(zi)遷移，以及在外界光、熱、水(shui)等因(yin)素下很容易被破壞，面臨著長期穩定(ding)性(xing)差的(de)(de)(de)問(wen)題，嚴(yan)重制(zhi)約(yue)了其(qi)實際(ji)應(ying)(ying)用(yong)。科學工作者創新地(di)通過(guo)鈣鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱修飾傳統的(de)(de)(de)三(san)(san)維(wei)鈣鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦方(fang)法來制(zhi)備(bei)具(ju)有(you)(you)量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱/三(san)(san)維(wei)鈣鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦復合結(jie)構的(de)(de)(de)太陽(yang)能電(dian)池(chi)，使得所制(zhi)備(bei)的(de)(de)(de)器(qi)件具(ju)有(you)(you)良好的(de)(de)(de)耐輻照、耐高溫(wen)和(he)耐濕度特性(xing)。現有(you)(you)的(de)(de)(de)報道主要(yao)集(ji)中在器(qi)件的(de)(de)(de)效率(lv)和(he)穩定(ding)性(xing)，但對于(yu)量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)形成機理卻鮮有(you)(you)報道，尤其(qi)是對在不同條件下的(de)(de)(de)鈣鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱生長機理并不清楚。

為此，我校研究(jiu)團隊采用高(gao)能(neng)同步輻射掠(lve)入射角(jiao)X射線衍射實(shi)時表(biao)(biao)征了(le)(le)在三(san)維(wei)(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)表(biao)(biao)面通(tong)過旋涂長(chang)鏈有(you)機(ji)(ji)銨(an)鹽溶液法所制備鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)(jing)形成(cheng)過程(cheng)，在了(le)(le)解(jie)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)生長(chang)機(ji)(ji)理(li)(li)(li)的(de)前提下，研究(jiu)了(le)(le)不(bu)同反(fan)應條(tiao)件(jian)(jian)對鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)(jing)的(de)相純度和取向(xiang)有(you)序性(xing)(xing)(xing)產生影響。該項成(cheng)果從(cong)化(hua)學(xue)反(fan)應的(de)機(ji)(ji)理(li)(li)(li)上(shang)確定(ding)了(le)(le)與長(chang)鏈分子(zi)反(fan)應的(de)反(fan)應物，明確了(le)(le)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)(jing)的(de)形成(cheng)機(ji)(ji)理(li)(li)(li)，探究(jiu)了(le)(le)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)(jing)的(de)調(diao)控(kong)與器(qi)件(jian)(jian)效(xiao)率(lv)(lv)以及穩定(ding)性(xing)(xing)(xing)的(de)本(ben)質聯(lian)系，并(bing)指出了(le)(le)有(you)效(xiao)的(de)調(diao)控(kong)手(shou)段(duan)，建立了(le)(le)量子(zi)阱(jing)(jing)/三(san)維(wei)(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復合(he)結(jie)構薄膜最基礎理(li)(li)(li)論依據。鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)優越的(de)材料性(xing)(xing)(xing)能(neng)預示著理(li)(li)(li)論上(shang)它具備打破現有(you)傳統光伏(fu)格局的(de)能(neng)力(li)，目前科研領(ling)域正(zheng)在關注(zhu)單結(jie)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)電(dian)池的(de)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)(lv)、穩定(ding)性(xing)(xing)(xing)和降低(di)(di)鉛污染，有(you)初創企業推出的(de)單結(jie)組(zu)件(jian)(jian)能(neng)量轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)(lv)已超過17%，接近多晶硅(gui)組(zu)件(jian)(jian)的(de)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)(lv)，并(bing)且理(li)(li)(li)論成(cheng)本(ben)更低(di)(di)。本(ben)研究(jiu)工作針(zhen)對傳統三(san)維(wei)(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)光伏(fu)器(qi)件(jian)(jian)穩定(ding)性(xing)(xing)(xing)差的(de)特點，從(cong)成(cheng)膜機(ji)(ji)理(li)(li)(li)上(shang)提出了(le)(le)量子(zi)阱(jing)(jing)/三(san)維(wei)(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復合(he)結(jie)構的(de)有(you)效(xiao)調(diao)控(kong)手(shou)段(duan)，有(you)望(wang)從(cong)根本(ben)上(shang)提高(gao)器(qi)件(jian)(jian)的(de)使用壽命，降低(di)(di)器(qi)件(jian)(jian)的(de)制備成(cheng)本(ben)，為工業化(hua)生高(gao)效(xiao)穩定(ding)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太陽能(neng)電(dian)池提供了(le)(le)新(xin)的(de)技(ji)術途徑(jing)。

Advanced Materials是(shi)材料學(xue)科世(shi)界頂尖(jian)期刊，在國際材料領域享譽盛名，當前影(ying)響(xiang)因(yin)子27.39。該研(yan)究工作受到國家自然(ran)科學(xue)基金委、深圳市科創委以及深圳職業技術學(xue)院的資助(zhu)。

（霍(huo)夫(fu)曼(man)先(xian)進材料研究院）