近日(ri)，我校霍夫曼先進材(cai)料(liao)(liao)研究(jiu)(jiu)院諾獎團隊(dui)在利用(yong)高能同步輻射(she)(she)(she)對鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量子(zi)阱(jing)的(de)(de)形成(cheng)機理研究(jiu)(jiu)領域取(qu)得重要進展：研究(jiu)(jiu)團隊(dui)采用(yong)高能掠(lve)入射(she)(she)(she)角X射(she)(she)(she)線(xian)衍射(she)(she)(she)實時表(biao)征了在三維鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)表(biao)面通過(guo)(guo)旋涂長(chang)(chang)鏈(lian)(lian)有機銨(an)鹽溶液法所制備鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量子(zi)阱(jing)形成(cheng)過(guo)(guo)程，明確了與長(chang)(chang)鏈(lian)(lian)有機銨(an)分(fen)子(zi)發生反應的(de)(de)反應物；并通過(guo)(guo)追蹤反應產(chan)物在熱(re)退(tui)火前后的(de)(de)晶體(ti)結構演變，探究(jiu)(jiu)了鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量子(zi)阱(jing)形成(cheng)過(guo)(guo)程的(de)(de)具體(ti)路徑(jing)。這一(yi)研究(jiu)(jiu)成(cheng)果發表(biao)在材(cai)料(liao)(liao)領域國際頂尖期刊《先進材(cai)料(liao)(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論(lun)文(wen)第(di)一(yi)作者為霍夫曼先進材(cai)料(liao)(liao)研究(jiu)(jiu)院胡(hu)漢林(lin)副教授，深圳職業技術學(xue)院為論(lun)文(wen)第(di)一(yi)完(wan)成(cheng)單位。

有(you)(you)(you)(you)機-無(wu)機雜(za)化鈣鈦(tai)礦(kuang)太陽能電(dian)(dian)池，因(yin)其優異(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)電(dian)(dian)轉換(huan)效率（經認(ren)證的(de)(de)(de)(de)(de)單結(jie)小面(mian)積有(you)(you)(you)(you)機-無(wu)機雜(za)化鈣鈦(tai)礦(kuang)太陽能電(dian)(dian)池效率已達25.5%）、較低的(de)(de)(de)(de)(de)成本以及優良的(de)(de)(de)(de)(de)力學柔性等特點，在新能源領域展現出了巨大的(de)(de)(de)(de)(de)應用(yong)(yong)前景。而基于(yu)(yu)ABX3傳統(tong)三(san)維(wei)結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)鈣鈦(tai)礦(kuang)材料由(you)于(yu)(yu)自(zi)身的(de)(de)(de)(de)(de)離子(zi)遷移，以及在外界光(guang)、熱、水等因(yin)素(su)下很容易被破壞，面(mian)臨著長期穩(wen)定(ding)性差的(de)(de)(de)(de)(de)問題(ti)，嚴重制約了其實(shi)際應用(yong)(yong)。科學工作(zuo)者創新地(di)通過鈣鈦(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)修飾傳統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)三(san)維(wei)鈣鈦(tai)礦(kuang)方法來制備具(ju)有(you)(you)(you)(you)量(liang)子(zi)阱(jing)/三(san)維(wei)鈣鈦(tai)礦(kuang)復合結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)太陽能電(dian)(dian)池，使得所制備的(de)(de)(de)(de)(de)器(qi)件具(ju)有(you)(you)(you)(you)良好的(de)(de)(de)(de)(de)耐輻照、耐高(gao)溫和耐濕度特性。現有(you)(you)(you)(you)的(de)(de)(de)(de)(de)報(bao)道(dao)主(zhu)要(yao)集中在器(qi)件的(de)(de)(de)(de)(de)效率和穩(wen)定(ding)性，但對(dui)于(yu)(yu)量(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)成機理卻(que)鮮有(you)(you)(you)(you)報(bao)道(dao)，尤其是對(dui)在不同條件下的(de)(de)(de)(de)(de)鈣鈦(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)生長機理并不清楚。

為此，我校研(yan)(yan)究團(tuan)隊采用高(gao)(gao)能(neng)(neng)同步輻射(she)掠入射(she)角X射(she)線衍(yan)射(she)實(shi)時表征了(le)在(zai)三維(wei)鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)表面通過旋涂長鏈有(you)(you)(you)機(ji)銨鹽溶液法所制備鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)形成(cheng)(cheng)過程(cheng)，在(zai)了(le)解鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)生(sheng)(sheng)長機(ji)理(li)的(de)(de)(de)前提下，研(yan)(yan)究了(le)不同反應條件(jian)(jian)對(dui)鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)相純(chun)度和取向有(you)(you)(you)序性(xing)產生(sheng)(sheng)影響。該項成(cheng)(cheng)果從化(hua)學反應的(de)(de)(de)機(ji)理(li)上(shang)確定(ding)了(le)與長鏈分子(zi)反應的(de)(de)(de)反應物(wu)，明確了(le)鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)形成(cheng)(cheng)機(ji)理(li)，探究了(le)鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)調控(kong)(kong)與器(qi)(qi)件(jian)(jian)效(xiao)率(lv)以(yi)及穩定(ding)性(xing)的(de)(de)(de)本(ben)質聯(lian)系(xi)，并指(zhi)出了(le)有(you)(you)(you)效(xiao)的(de)(de)(de)調控(kong)(kong)手(shou)段，建(jian)立(li)了(le)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)/三維(wei)鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)復(fu)合結(jie)(jie)構薄膜(mo)最基(ji)礎理(li)論(lun)依據。鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)優(you)越的(de)(de)(de)材料性(xing)能(neng)(neng)預示著理(li)論(lun)上(shang)它(ta)具備打破(po)現有(you)(you)(you)傳(chuan)統光伏(fu)格(ge)局的(de)(de)(de)能(neng)(neng)力，目前科研(yan)(yan)領(ling)域正在(zai)關注單結(jie)(jie)鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)電池(chi)的(de)(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)換效(xiao)率(lv)、穩定(ding)性(xing)和降低(di)(di)鉛污染，有(you)(you)(you)初創企業推出的(de)(de)(de)單結(jie)(jie)組件(jian)(jian)能(neng)(neng)量(liang)(liang)轉(zhuan)(zhuan)換效(xiao)率(lv)已超過17%，接近(jin)多晶硅組件(jian)(jian)的(de)(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)換效(xiao)率(lv)，并且理(li)論(lun)成(cheng)(cheng)本(ben)更(geng)低(di)(di)。本(ben)研(yan)(yan)究工作針對(dui)傳(chuan)統三維(wei)鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)光伏(fu)器(qi)(qi)件(jian)(jian)穩定(ding)性(xing)差的(de)(de)(de)特點，從成(cheng)(cheng)膜(mo)機(ji)理(li)上(shang)提出了(le)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)/三維(wei)鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)復(fu)合結(jie)(jie)構的(de)(de)(de)有(you)(you)(you)效(xiao)調控(kong)(kong)手(shou)段，有(you)(you)(you)望(wang)從根本(ben)上(shang)提高(gao)(gao)器(qi)(qi)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)使(shi)用壽命(ming)，降低(di)(di)器(qi)(qi)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)制備成(cheng)(cheng)本(ben)，為工業化(hua)生(sheng)(sheng)高(gao)(gao)效(xiao)穩定(ding)鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)太陽能(neng)(neng)電池(chi)提供了(le)新的(de)(de)(de)技術途徑。

Advanced Materials是材料學科(ke)世界頂(ding)尖期刊(kan)，在國(guo)際材料領(ling)域享譽盛(sheng)名，當前影響因子27.39。該研究(jiu)工作(zuo)受到國(guo)家自然科(ke)學基金委、深圳市科(ke)創(chuang)委以及深圳職業(ye)技術學院(yuan)的資助。

（霍夫曼先進(jin)材(cai)料(liao)研究院）