近(jin)日，我校霍夫曼先進(jin)(jin)材料(liao)研(yan)究院諾(nuo)獎團(tuan)(tuan)隊在(zai)利用高(gao)能同步(bu)輻射(she)對鈣鈦(tai)礦(kuang)量子阱的(de)(de)(de)形(xing)成(cheng)機理(li)研(yan)究領(ling)域(yu)取得重(zhong)要進(jin)(jin)展：研(yan)究團(tuan)(tuan)隊采用高(gao)能掠入(ru)射(she)角X射(she)線衍射(she)實時表(biao)征(zheng)了(le)在(zai)三維鈣鈦(tai)礦(kuang)表(biao)面通(tong)過(guo)旋涂長鏈(lian)有機銨鹽溶液(ye)法所制備鈣鈦(tai)礦(kuang)量子阱形(xing)成(cheng)過(guo)程，明確(que)了(le)與長鏈(lian)有機銨分(fen)子發生反應(ying)(ying)的(de)(de)(de)反應(ying)(ying)物；并(bing)通(tong)過(guo)追(zhui)蹤反應(ying)(ying)產物在(zai)熱(re)退火前(qian)后的(de)(de)(de)晶體(ti)結構演變，探究了(le)鈣鈦(tai)礦(kuang)量子阱形(xing)成(cheng)過(guo)程的(de)(de)(de)具(ju)體(ti)路徑。這一研(yan)究成(cheng)果發表(biao)在(zai)材料(liao)領(ling)域(yu)國際頂尖期刊《先進(jin)(jin)材料(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文第(di)一作者為(wei)霍夫曼先進(jin)(jin)材料(liao)研(yan)究院胡漢林副(fu)教授，深圳職業技術(shu)學院為(wei)論文第(di)一完成(cheng)單位。

有(you)(you)機(ji)-無(wu)機(ji)雜化鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦太(tai)(tai)陽(yang)(yang)能(neng)電池(chi)(chi)，因其優異(yi)的(de)(de)光(guang)電轉換(huan)效(xiao)率（經認證的(de)(de)單結小面積有(you)(you)機(ji)-無(wu)機(ji)雜化鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦太(tai)(tai)陽(yang)(yang)能(neng)電池(chi)(chi)效(xiao)率已達25.5%）、較低的(de)(de)成本以及優良的(de)(de)力學柔(rou)性(xing)等特點，在(zai)(zai)新(xin)能(neng)源領域展(zhan)現(xian)出(chu)了巨大的(de)(de)應用(yong)前(qian)景(jing)。而(er)基于ABX3傳(chuan)統(tong)三(san)維(wei)(wei)結構的(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦材(cai)料由(you)于自身的(de)(de)離子(zi)(zi)(zi)遷移，以及在(zai)(zai)外界光(guang)、熱(re)、水等因素下很容易(yi)被破(po)壞(huai)，面臨著長期(qi)穩(wen)定性(xing)差的(de)(de)問題，嚴重(zhong)制約了其實際應用(yong)。科學工作(zuo)者創新(xin)地通過(guo)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦量子(zi)(zi)(zi)阱(jing)(jing)修飾傳(chuan)統(tong)的(de)(de)三(san)維(wei)(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦方法(fa)來制備(bei)(bei)具有(you)(you)量子(zi)(zi)(zi)阱(jing)(jing)/三(san)維(wei)(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦復合結構的(de)(de)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)能(neng)電池(chi)(chi)，使得所制備(bei)(bei)的(de)(de)器(qi)件具有(you)(you)良好(hao)的(de)(de)耐輻照、耐高溫和耐濕度(du)特性(xing)。現(xian)有(you)(you)的(de)(de)報道主要集中在(zai)(zai)器(qi)件的(de)(de)效(xiao)率和穩(wen)定性(xing)，但對(dui)于量子(zi)(zi)(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)形成機(ji)理(li)卻鮮有(you)(you)報道，尤其是對(dui)在(zai)(zai)不同條件下的(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦量子(zi)(zi)(zi)阱(jing)(jing)生長機(ji)理(li)并(bing)不清楚(chu)。

為此，我校(xiao)研究團隊采用高能(neng)同步輻射掠入射角X射線衍射實時表征了(le)(le)(le)(le)在三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)表面通過旋涂長鏈有(you)(you)機(ji)(ji)銨鹽溶(rong)液(ye)法所制(zhi)備鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)阱(jing)形成(cheng)過程，在了(le)(le)(le)(le)解鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)生長機(ji)(ji)理的(de)(de)前(qian)提(ti)下(xia)，研究了(le)(le)(le)(le)不同反應條件對(dui)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)相純度和(he)取向(xiang)有(you)(you)序(xu)性(xing)產生影響。該項成(cheng)果從化(hua)學反應的(de)(de)機(ji)(ji)理上(shang)確定(ding)(ding)(ding)了(le)(le)(le)(le)與長鏈分子(zi)(zi)(zi)(zi)反應的(de)(de)反應物，明確了(le)(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)形成(cheng)機(ji)(ji)理，探究了(le)(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)調(diao)(diao)控(kong)與器件效(xiao)(xiao)率以(yi)及穩(wen)(wen)定(ding)(ding)(ding)性(xing)的(de)(de)本(ben)(ben)質聯(lian)系，并指出了(le)(le)(le)(le)有(you)(you)效(xiao)(xiao)的(de)(de)調(diao)(diao)控(kong)手(shou)(shou)段，建立了(le)(le)(le)(le)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)阱(jing)/三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)復合結(jie)構薄膜最基礎(chu)理論依據。鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)優越的(de)(de)材料性(xing)能(neng)預示著(zhu)理論上(shang)它具備打破現有(you)(you)傳(chuan)統光(guang)(guang)伏格局的(de)(de)能(neng)力，目前(qian)科研領域正在關注單結(jie)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)電池的(de)(de)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)(xiao)率、穩(wen)(wen)定(ding)(ding)(ding)性(xing)和(he)降(jiang)低(di)(di)鉛污染，有(you)(you)初創企業推出的(de)(de)單結(jie)組件能(neng)量(liang)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)(xiao)率已超過17%，接近多(duo)晶硅組件的(de)(de)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)(xiao)率，并且理論成(cheng)本(ben)(ben)更低(di)(di)。本(ben)(ben)研究工作針對(dui)傳(chuan)統三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)光(guang)(guang)伏器件穩(wen)(wen)定(ding)(ding)(ding)性(xing)差(cha)的(de)(de)特點，從成(cheng)膜機(ji)(ji)理上(shang)提(ti)出了(le)(le)(le)(le)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)阱(jing)/三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)復合結(jie)構的(de)(de)有(you)(you)效(xiao)(xiao)調(diao)(diao)控(kong)手(shou)(shou)段，有(you)(you)望從根本(ben)(ben)上(shang)提(ti)高器件的(de)(de)使用壽命(ming)，降(jiang)低(di)(di)器件的(de)(de)制(zhi)備成(cheng)本(ben)(ben)，為工業化(hua)生高效(xiao)(xiao)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)(ding)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)太(tai)陽(yang)能(neng)電池提(ti)供了(le)(le)(le)(le)新的(de)(de)技(ji)術途徑。

Advanced Materials是材(cai)料(liao)學科世界頂尖期刊，在(zai)國(guo)(guo)際材(cai)料(liao)領域享譽盛名，當前(qian)影響因子27.39。該研(yan)究工作受(shou)到國(guo)(guo)家自然科學基(ji)金委、深圳(zhen)市(shi)科創(chuang)委以及(ji)深圳(zhen)職(zhi)業技術學院的資助。

（霍夫曼先進(jin)材(cai)料研(yan)究院）