近日，我校(xiao)霍夫曼先(xian)進(jin)材料(liao)研(yan)究(jiu)院(yuan)(yuan)諾獎團隊(dui)在(zai)利用(yong)高能同(tong)步(bu)輻射對(dui)鈣鈦(tai)(tai)礦量子阱的(de)形成機(ji)(ji)(ji)理研(yan)究(jiu)領(ling)域取得重要進(jin)展：研(yan)究(jiu)團隊(dui)采用(yong)高能掠入射角X射線(xian)衍射實(shi)時表(biao)(biao)征了在(zai)三維鈣鈦(tai)(tai)礦表(biao)(biao)面通過(guo)(guo)旋涂長鏈有機(ji)(ji)(ji)銨(an)鹽溶(rong)液法所(suo)制(zhi)備(bei)鈣鈦(tai)(tai)礦量子阱形成過(guo)(guo)程(cheng)，明確(que)了與長鏈有機(ji)(ji)(ji)銨(an)分子發生(sheng)反(fan)應(ying)的(de)反(fan)應(ying)物；并通過(guo)(guo)追蹤(zong)反(fan)應(ying)產物在(zai)熱退火(huo)前后的(de)晶體結構演變(bian)，探究(jiu)了鈣鈦(tai)(tai)礦量子阱形成過(guo)(guo)程(cheng)的(de)具體路徑(jing)。這一研(yan)究(jiu)成果(guo)發表(biao)(biao)在(zai)材料(liao)領(ling)域國(guo)際頂尖期刊《先(xian)進(jin)材料(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文第(di)(di)一作者為(wei)霍夫曼先(xian)進(jin)材料(liao)研(yan)究(jiu)院(yuan)(yuan)胡(hu)漢林副教(jiao)授(shou)，深圳職業技(ji)術(shu)學院(yuan)(yuan)為(wei)論文第(di)(di)一完(wan)成單(dan)位(wei)。

有機(ji)-無機(ji)雜化鈣鈦(tai)礦太陽(yang)能電(dian)池，因其優異的(de)(de)(de)(de)光電(dian)轉(zhuan)換效(xiao)率（經認(ren)證的(de)(de)(de)(de)單結(jie)(jie)小面(mian)積(ji)有機(ji)-無機(ji)雜化鈣鈦(tai)礦太陽(yang)能電(dian)池效(xiao)率已達25.5%）、較低(di)的(de)(de)(de)(de)成本以(yi)及優良的(de)(de)(de)(de)力學柔性等(deng)(deng)特(te)點，在新能源領域展現出了(le)巨大的(de)(de)(de)(de)應用前景。而基于(yu)ABX3傳統三(san)維結(jie)(jie)構(gou)的(de)(de)(de)(de)鈣鈦(tai)礦材料由于(yu)自身(shen)的(de)(de)(de)(de)離(li)子(zi)遷移，以(yi)及在外界光、熱、水等(deng)(deng)因素下很容易被破壞，面(mian)臨(lin)著(zhu)長(chang)期穩定性差(cha)的(de)(de)(de)(de)問題(ti)，嚴重制(zhi)約了(le)其實際應用。科學工作者(zhe)創(chuang)新地通過鈣鈦(tai)礦量(liang)(liang)(liang)子(zi)阱修(xiu)飾(shi)傳統的(de)(de)(de)(de)三(san)維鈣鈦(tai)礦方法來制(zhi)備具(ju)有量(liang)(liang)(liang)子(zi)阱/三(san)維鈣鈦(tai)礦復合結(jie)(jie)構(gou)的(de)(de)(de)(de)太陽(yang)能電(dian)池，使得所制(zhi)備的(de)(de)(de)(de)器件(jian)具(ju)有良好(hao)的(de)(de)(de)(de)耐輻照、耐高溫和耐濕度(du)特(te)性。現有的(de)(de)(de)(de)報(bao)道主(zhu)要集中在器件(jian)的(de)(de)(de)(de)效(xiao)率和穩定性，但對(dui)于(yu)量(liang)(liang)(liang)子(zi)阱的(de)(de)(de)(de)形成機(ji)理(li)卻鮮有報(bao)道，尤其是對(dui)在不同條件(jian)下的(de)(de)(de)(de)鈣鈦(tai)礦量(liang)(liang)(liang)子(zi)阱生長(chang)機(ji)理(li)并不清楚(chu)。

為此，我校研究(jiu)(jiu)團隊(dui)采(cai)用高能同(tong)步輻射(she)(she)掠入射(she)(she)角X射(she)(she)線(xian)衍射(she)(she)實時(shi)表(biao)征了(le)(le)(le)在三(san)維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)表(biao)面(mian)通過(guo)旋(xuan)涂長(chang)(chang)鏈(lian)有(you)(you)(you)(you)機(ji)銨鹽溶(rong)液法所制備鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子阱形成(cheng)(cheng)過(guo)程，在了(le)(le)(le)解鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)生長(chang)(chang)機(ji)理(li)(li)的(de)前提下，研究(jiu)(jiu)了(le)(le)(le)不同(tong)反(fan)(fan)應(ying)條件(jian)對(dui)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子阱的(de)相純度和取向(xiang)有(you)(you)(you)(you)序性產(chan)生影響。該項成(cheng)(cheng)果從化學反(fan)(fan)應(ying)的(de)機(ji)理(li)(li)上(shang)(shang)確定了(le)(le)(le)與長(chang)(chang)鏈(lian)分子反(fan)(fan)應(ying)的(de)反(fan)(fan)應(ying)物(wu)，明(ming)確了(le)(le)(le)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子阱的(de)形成(cheng)(cheng)機(ji)理(li)(li)，探究(jiu)(jiu)了(le)(le)(le)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子阱的(de)調控(kong)(kong)與器(qi)件(jian)效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)以及(ji)穩定性的(de)本(ben)質聯系，并(bing)指出(chu)了(le)(le)(le)有(you)(you)(you)(you)效(xiao)(xiao)(xiao)的(de)調控(kong)(kong)手段(duan)，建(jian)立了(le)(le)(le)量(liang)子阱/三(san)維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復合結(jie)(jie)構薄膜(mo)最基礎理(li)(li)論(lun)依(yi)據(ju)。鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)優越的(de)材料性能預示著理(li)(li)論(lun)上(shang)(shang)它具備打(da)破現有(you)(you)(you)(you)傳統(tong)光伏格局的(de)能力(li)，目前科研領域正在關(guan)注單結(jie)(jie)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)電池的(de)轉(zhuan)換效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)、穩定性和降低(di)(di)鉛污染，有(you)(you)(you)(you)初創企(qi)業推出(chu)的(de)單結(jie)(jie)組(zu)件(jian)能量(liang)轉(zhuan)換效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)已超過(guo)17%，接近多(duo)晶硅(gui)組(zu)件(jian)的(de)轉(zhuan)換效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)，并(bing)且理(li)(li)論(lun)成(cheng)(cheng)本(ben)更低(di)(di)。本(ben)研究(jiu)(jiu)工(gong)作針對(dui)傳統(tong)三(san)維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)光伏器(qi)件(jian)穩定性差(cha)的(de)特點，從成(cheng)(cheng)膜(mo)機(ji)理(li)(li)上(shang)(shang)提出(chu)了(le)(le)(le)量(liang)子阱/三(san)維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復合結(jie)(jie)構的(de)有(you)(you)(you)(you)效(xiao)(xiao)(xiao)調控(kong)(kong)手段(duan)，有(you)(you)(you)(you)望從根(gen)本(ben)上(shang)(shang)提高器(qi)件(jian)的(de)使用壽(shou)命，降低(di)(di)器(qi)件(jian)的(de)制備成(cheng)(cheng)本(ben)，為工(gong)業化生高效(xiao)(xiao)(xiao)穩定鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太陽能電池提供了(le)(le)(le)新的(de)技術途徑。

Advanced Materials是(shi)材料學(xue)(xue)科世界頂尖期刊，在(zai)國際(ji)材料領域享譽盛(sheng)名，當(dang)前(qian)影響因子27.39。該(gai)研(yan)究(jiu)工作受到國家自然科學(xue)(xue)基金委、深圳市科創委以及深圳職業技術學(xue)(xue)院(yuan)的資助。

（霍夫曼先進(jin)材料研究院(yuan)）