近(jin)日，我校霍(huo)(huo)夫曼(man)先進(jin)材料(liao)(liao)(liao)研(yan)究(jiu)院諾獎團(tuan)隊在(zai)利用高(gao)(gao)能(neng)同步(bu)輻射對鈣鈦(tai)礦量(liang)子(zi)阱的(de)形(xing)成(cheng)機理(li)研(yan)究(jiu)領(ling)域(yu)(yu)取得重要進(jin)展：研(yan)究(jiu)團(tuan)隊采用高(gao)(gao)能(neng)掠入射角X射線衍射實時表(biao)征(zheng)了(le)在(zai)三維鈣鈦(tai)礦表(biao)面通(tong)過旋涂長鏈有(you)機銨鹽溶液法所(suo)制備鈣鈦(tai)礦量(liang)子(zi)阱形(xing)成(cheng)過程，明確了(le)與長鏈有(you)機銨分(fen)子(zi)發生反應的(de)反應物；并通(tong)過追蹤(zong)反應產(chan)物在(zai)熱退火前后的(de)晶體(ti)(ti)結構(gou)演變，探究(jiu)了(le)鈣鈦(tai)礦量(liang)子(zi)阱形(xing)成(cheng)過程的(de)具體(ti)(ti)路(lu)徑(jing)。這一研(yan)究(jiu)成(cheng)果發表(biao)在(zai)材料(liao)(liao)(liao)領(ling)域(yu)(yu)國際(ji)頂尖期刊《先進(jin)材料(liao)(liao)(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文第(di)一作(zuo)者為霍(huo)(huo)夫曼(man)先進(jin)材料(liao)(liao)(liao)研(yan)究(jiu)院胡漢林副(fu)教授，深圳職(zhi)業技術學院為論文第(di)一完成(cheng)單位(wei)。

有(you)機(ji)(ji)-無(wu)(wu)機(ji)(ji)雜(za)化(hua)鈣鈦礦(kuang)太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)電(dian)池，因(yin)其優異的(de)光電(dian)轉換(huan)效(xiao)率(lv)（經認證的(de)單結(jie)小面積有(you)機(ji)(ji)-無(wu)(wu)機(ji)(ji)雜(za)化(hua)鈣鈦礦(kuang)太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)電(dian)池效(xiao)率(lv)已達(da)25.5%）、較低的(de)成(cheng)本以及(ji)優良(liang)的(de)力(li)學柔性等特點(dian)，在新能(neng)(neng)源領域展現出了(le)(le)巨(ju)大的(de)應(ying)用前(qian)景。而基(ji)于ABX3傳統三維(wei)(wei)結(jie)構的(de)鈣鈦礦(kuang)材料(liao)由于自身的(de)離子(zi)遷移，以及(ji)在外界光、熱、水等因(yin)素下很容易被破壞(huai)，面臨著長期穩定(ding)性差的(de)問題，嚴重制約(yue)了(le)(le)其實際應(ying)用。科學工作者創新地(di)通過鈣鈦礦(kuang)量子(zi)阱修飾傳統的(de)三維(wei)(wei)鈣鈦礦(kuang)方法來(lai)制備(bei)具(ju)有(you)量子(zi)阱/三維(wei)(wei)鈣鈦礦(kuang)復合結(jie)構的(de)太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)電(dian)池，使得所制備(bei)的(de)器(qi)件具(ju)有(you)良(liang)好的(de)耐輻照、耐高溫和(he)耐濕(shi)度特性。現有(you)的(de)報(bao)道(dao)主要集中在器(qi)件的(de)效(xiao)率(lv)和(he)穩定(ding)性，但對于量子(zi)阱的(de)形成(cheng)機(ji)(ji)理(li)卻鮮(xian)有(you)報(bao)道(dao)，尤其是對在不同(tong)條(tiao)件下的(de)鈣鈦礦(kuang)量子(zi)阱生(sheng)長機(ji)(ji)理(li)并不清楚。

為(wei)(wei)此，我校研究(jiu)團隊采用(yong)(yong)高(gao)能(neng)(neng)同(tong)步輻射(she)掠入(ru)射(she)角X射(she)線衍射(she)實時(shi)表(biao)征(zheng)了在三維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)表(biao)面通過(guo)(guo)旋涂長(chang)鏈有(you)(you)機銨鹽溶液法(fa)所制備(bei)(bei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)形(xing)成(cheng)(cheng)過(guo)(guo)程(cheng)，在了解(jie)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)生長(chang)機理(li)(li)(li)的(de)前提(ti)(ti)下，研究(jiu)了不同(tong)反(fan)應條(tiao)件(jian)(jian)對鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)的(de)相純度和取向有(you)(you)序性(xing)產生影響。該項成(cheng)(cheng)果(guo)從(cong)化(hua)學反(fan)應的(de)機理(li)(li)(li)上確定(ding)了與長(chang)鏈分子(zi)反(fan)應的(de)反(fan)應物，明確了鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)的(de)形(xing)成(cheng)(cheng)機理(li)(li)(li)，探究(jiu)了鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)的(de)調控(kong)與器件(jian)(jian)效(xiao)率以及(ji)穩定(ding)性(xing)的(de)本質聯系，并(bing)指(zhi)出(chu)了有(you)(you)效(xiao)的(de)調控(kong)手(shou)段(duan)，建立了量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)/三維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)復合結構(gou)薄膜最基礎理(li)(li)(li)論依據(ju)。鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)優越(yue)的(de)材料性(xing)能(neng)(neng)預示著理(li)(li)(li)論上它具備(bei)(bei)打(da)破(po)現有(you)(you)傳統光(guang)伏格局的(de)能(neng)(neng)力，目前科研領域正在關注單結鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)電池(chi)的(de)轉(zhuan)換效(xiao)率、穩定(ding)性(xing)和降低鉛污(wu)染(ran)，有(you)(you)初創企(qi)業推出(chu)的(de)單結組件(jian)(jian)能(neng)(neng)量(liang)(liang)轉(zhuan)換效(xiao)率已(yi)超過(guo)(guo)17%，接(jie)近多(duo)晶硅組件(jian)(jian)的(de)轉(zhuan)換效(xiao)率，并(bing)且理(li)(li)(li)論成(cheng)(cheng)本更(geng)低。本研究(jiu)工作(zuo)針對傳統三維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)光(guang)伏器件(jian)(jian)穩定(ding)性(xing)差的(de)特點，從(cong)成(cheng)(cheng)膜機理(li)(li)(li)上提(ti)(ti)出(chu)了量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)/三維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)復合結構(gou)的(de)有(you)(you)效(xiao)調控(kong)手(shou)段(duan)，有(you)(you)望從(cong)根(gen)本上提(ti)(ti)高(gao)器件(jian)(jian)的(de)使用(yong)(yong)壽命，降低器件(jian)(jian)的(de)制備(bei)(bei)成(cheng)(cheng)本，為(wei)(wei)工業化(hua)生高(gao)效(xiao)穩定(ding)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)太陽能(neng)(neng)電池(chi)提(ti)(ti)供了新(xin)的(de)技術途徑。

Advanced Materials是(shi)材料學科(ke)世界頂(ding)尖(jian)期(qi)刊，在國(guo)際材料領域(yu)享(xiang)譽盛名(ming)，當前影響因子27.39。該研究工(gong)作受到國(guo)家自然科(ke)學基金委(wei)、深(shen)圳(zhen)市(shi)科(ke)創委(wei)以(yi)及深(shen)圳(zhen)職業(ye)技(ji)術學院的資助。

（霍夫曼先(xian)進材料研究院）