近日，我校霍(huo)夫曼(man)先(xian)進材料研(yan)究(jiu)院諾獎團(tuan)隊(dui)在(zai)利用(yong)高能(neng)同步輻射對鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)量子阱(jing)(jing)的(de)(de)形成機理(li)研(yan)究(jiu)領域(yu)取(qu)得重要進展：研(yan)究(jiu)團(tuan)隊(dui)采用(yong)高能(neng)掠入射角X射線(xian)衍(yan)射實時(shi)表(biao)征(zheng)了(le)(le)(le)在(zai)三維鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)表(biao)面通(tong)過(guo)(guo)旋涂長(chang)鏈(lian)有(you)(you)機銨鹽溶(rong)液(ye)法所(suo)制備鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)量子阱(jing)(jing)形成過(guo)(guo)程，明確了(le)(le)(le)與長(chang)鏈(lian)有(you)(you)機銨分子發生反(fan)應的(de)(de)反(fan)應物(wu)；并通(tong)過(guo)(guo)追(zhui)蹤反(fan)應產物(wu)在(zai)熱退火前后的(de)(de)晶體結構演變，探究(jiu)了(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)量子阱(jing)(jing)形成過(guo)(guo)程的(de)(de)具體路徑。這(zhe)一研(yan)究(jiu)成果發表(biao)在(zai)材料領域(yu)國(guo)際頂(ding)尖(jian)期刊(kan)《先(xian)進材料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文(wen)第(di)一作(zuo)者為(wei)霍(huo)夫曼(man)先(xian)進材料研(yan)究(jiu)院胡(hu)漢(han)林副教授，深圳職業技(ji)術學院為(wei)論文(wen)第(di)一完(wan)成單位。

有(you)(you)機(ji)(ji)-無(wu)機(ji)(ji)雜(za)化鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦太陽(yang)能電池(chi)，因(yin)(yin)其優異的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)光電轉換(huan)效(xiao)率(lv)(lv)（經認證的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)單結(jie)(jie)小面(mian)積有(you)(you)機(ji)(ji)-無(wu)機(ji)(ji)雜(za)化鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦太陽(yang)能電池(chi)效(xiao)率(lv)(lv)已達25.5%）、較低的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)本(ben)以及優良(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)力學(xue)柔性(xing)等特(te)點(dian)，在新(xin)能源領域展現出(chu)了巨(ju)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)用前景(jing)。而基于(yu)ABX3傳統三(san)維結(jie)(jie)構的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦材(cai)料(liao)由于(yu)自身的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)離子遷移，以及在外界光、熱(re)、水等因(yin)(yin)素下(xia)很容(rong)易被破壞，面(mian)臨著(zhu)長期穩定(ding)性(xing)差的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)問題，嚴重制約了其實際應(ying)(ying)用。科(ke)學(xue)工作者(zhe)創(chuang)新(xin)地通過鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦量(liang)(liang)子阱(jing)修飾傳統的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦方(fang)法來制備(bei)具(ju)有(you)(you)量(liang)(liang)子阱(jing)/三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦復合結(jie)(jie)構的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)太陽(yang)能電池(chi)，使得(de)所制備(bei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)器(qi)件(jian)具(ju)有(you)(you)良(liang)好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐輻(fu)照、耐高溫(wen)和耐濕度特(te)性(xing)。現有(you)(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)報道主要集中在器(qi)件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)效(xiao)率(lv)(lv)和穩定(ding)性(xing)，但對于(yu)量(liang)(liang)子阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)形成(cheng)機(ji)(ji)理卻鮮有(you)(you)報道，尤(you)其是對在不同條件(jian)下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦量(liang)(liang)子阱(jing)生(sheng)長機(ji)(ji)理并不清(qing)楚(chu)。

為此，我校研(yan)(yan)究團隊采用高(gao)能(neng)同步輻射掠入射角X射線(xian)衍射實時表征了(le)在(zai)三維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)表面(mian)通過旋涂長(chang)鏈有(you)(you)(you)(you)機(ji)(ji)銨鹽溶液法所(suo)制備鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子阱形成(cheng)(cheng)過程，在(zai)了(le)解鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)生(sheng)長(chang)機(ji)(ji)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)前提(ti)下，研(yan)(yan)究了(le)不同反應(ying)條件(jian)(jian)對鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子阱的(de)(de)(de)(de)(de)(de)相純(chun)度和取向有(you)(you)(you)(you)序性產生(sheng)影響。該項成(cheng)(cheng)果(guo)從(cong)化學反應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)(ji)理(li)(li)上確定了(le)與長(chang)鏈分子反應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)反應(ying)物，明確了(le)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子阱的(de)(de)(de)(de)(de)(de)形成(cheng)(cheng)機(ji)(ji)理(li)(li)，探究了(le)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子阱的(de)(de)(de)(de)(de)(de)調控(kong)與器件(jian)(jian)效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)以及穩定性的(de)(de)(de)(de)(de)(de)本(ben)質聯系，并指出了(le)有(you)(you)(you)(you)效(xiao)(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)調控(kong)手(shou)(shou)段，建立了(le)量子阱/三維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復合結構薄膜最基(ji)礎理(li)(li)論依據(ju)。鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)優越的(de)(de)(de)(de)(de)(de)材料性能(neng)預示著理(li)(li)論上它具(ju)備打破現有(you)(you)(you)(you)傳統光伏格局的(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)力(li)，目前科研(yan)(yan)領域正在(zai)關注(zhu)單結鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)電池的(de)(de)(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)、穩定性和降低鉛(qian)污染，有(you)(you)(you)(you)初創企(qi)業(ye)推出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)單結組件(jian)(jian)能(neng)量轉(zhuan)換(huan)效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)已超過17%，接近(jin)多晶硅(gui)組件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)，并且理(li)(li)論成(cheng)(cheng)本(ben)更低。本(ben)研(yan)(yan)究工作針對傳統三維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)光伏器件(jian)(jian)穩定性差的(de)(de)(de)(de)(de)(de)特點(dian)，從(cong)成(cheng)(cheng)膜機(ji)(ji)理(li)(li)上提(ti)出了(le)量子阱/三維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復合結構的(de)(de)(de)(de)(de)(de)有(you)(you)(you)(you)效(xiao)(xiao)(xiao)調控(kong)手(shou)(shou)段，有(you)(you)(you)(you)望從(cong)根本(ben)上提(ti)高(gao)器件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)使用壽命，降低器件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)制備成(cheng)(cheng)本(ben)，為工業(ye)化生(sheng)高(gao)效(xiao)(xiao)(xiao)穩定鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太陽能(neng)電池提(ti)供了(le)新的(de)(de)(de)(de)(de)(de)技術途徑(jing)。

Advanced Materials是材(cai)料學(xue)(xue)科世界頂(ding)尖期刊，在國際材(cai)料領(ling)域享(xiang)譽盛名(ming)，當前影響因子(zi)27.39。該研究工(gong)作受到國家自然科學(xue)(xue)基金委、深圳市科創委以(yi)及深圳職業技術學(xue)(xue)院(yuan)的資助。

（霍夫(fu)曼先進材(cai)料研究院）