近日(ri)，我校霍(huo)夫曼(man)先進(jin)材料(liao)(liao)研(yan)究院(yuan)諾獎團隊(dui)在利用高能同步輻射(she)對鈣(gai)鈦礦(kuang)量(liang)(liang)(liang)子阱的形(xing)(xing)成機理研(yan)究領域(yu)取得重(zhong)要(yao)進(jin)展：研(yan)究團隊(dui)采用高能掠(lve)入射(she)角X射(she)線衍射(she)實時表(biao)征了在三維鈣(gai)鈦礦(kuang)表(biao)面(mian)通(tong)過旋涂長(chang)鏈(lian)有機銨鹽溶液法所制備鈣(gai)鈦礦(kuang)量(liang)(liang)(liang)子阱形(xing)(xing)成過程，明(ming)確了與長(chang)鏈(lian)有機銨分(fen)子發生反(fan)應(ying)的反(fan)應(ying)物(wu)(wu)；并通(tong)過追(zhui)蹤反(fan)應(ying)產物(wu)(wu)在熱退(tui)火(huo)前后的晶體結構演變(bian)，探(tan)究了鈣(gai)鈦礦(kuang)量(liang)(liang)(liang)子阱形(xing)(xing)成過程的具體路(lu)徑。這一研(yan)究成果(guo)發表(biao)在材料(liao)(liao)領域(yu)國際頂尖期刊《先進(jin)材料(liao)(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文(wen)第一作(zuo)者為(wei)(wei)霍(huo)夫曼(man)先進(jin)材料(liao)(liao)研(yan)究院(yuan)胡漢林副(fu)教授，深圳職(zhi)業技(ji)術學(xue)院(yuan)為(wei)(wei)論文(wen)第一完成單位。

有機(ji)(ji)(ji)(ji)-無(wu)機(ji)(ji)(ji)(ji)雜(za)化(hua)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太陽能(neng)電池(chi)(chi)，因其優(you)異的(de)(de)(de)光(guang)電轉(zhuan)換效率（經認證(zheng)的(de)(de)(de)單結小面積有機(ji)(ji)(ji)(ji)-無(wu)機(ji)(ji)(ji)(ji)雜(za)化(hua)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太陽能(neng)電池(chi)(chi)效率已達25.5%）、較(jiao)低的(de)(de)(de)成本以及優(you)良的(de)(de)(de)力學柔性(xing)等特點，在(zai)新能(neng)源領(ling)域展現出了(le)(le)巨大的(de)(de)(de)應(ying)用(yong)前景。而基于(yu)ABX3傳統三(san)維(wei)結構的(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)材(cai)料由(you)于(yu)自身的(de)(de)(de)離(li)子遷移，以及在(zai)外界光(guang)、熱、水等因素下很容易被破壞，面臨著長(chang)期穩(wen)定(ding)性(xing)差的(de)(de)(de)問題，嚴重制(zhi)約(yue)了(le)(le)其實際應(ying)用(yong)。科學工(gong)作者創(chuang)新地通過鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子阱修飾傳統的(de)(de)(de)三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)方法來制(zhi)備具(ju)(ju)有量(liang)子阱/三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復合結構的(de)(de)(de)太陽能(neng)電池(chi)(chi)，使得所制(zhi)備的(de)(de)(de)器件(jian)具(ju)(ju)有良好的(de)(de)(de)耐輻照、耐高溫和耐濕度特性(xing)。現有的(de)(de)(de)報道(dao)(dao)主要集(ji)中在(zai)器件(jian)的(de)(de)(de)效率和穩(wen)定(ding)性(xing)，但對(dui)于(yu)量(liang)子阱的(de)(de)(de)形成機(ji)(ji)(ji)(ji)理卻鮮有報道(dao)(dao)，尤其是對(dui)在(zai)不同條件(jian)下的(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子阱生長(chang)機(ji)(ji)(ji)(ji)理并不清楚。

為此，我校研(yan)(yan)究團(tuan)隊采用高(gao)能(neng)(neng)同(tong)步輻射掠入射角X射線衍射實時表征了(le)(le)在(zai)三(san)(san)維(wei)(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)表面通過(guo)旋(xuan)涂長鏈(lian)(lian)有機銨(an)鹽溶液法所制備鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)(jing)形成過(guo)程(cheng)，在(zai)了(le)(le)解鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)生長機理的(de)(de)(de)(de)前提下(xia)，研(yan)(yan)究了(le)(le)不同(tong)反(fan)應條件(jian)(jian)對鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)相純度和取向有序性產生影響。該項成果從(cong)化學(xue)反(fan)應的(de)(de)(de)(de)機理上(shang)(shang)(shang)確(que)定(ding)了(le)(le)與(yu)長鏈(lian)(lian)分子(zi)反(fan)應的(de)(de)(de)(de)反(fan)應物，明確(que)了(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)形成機理，探究了(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)調控與(yu)器件(jian)(jian)效(xiao)率以及穩(wen)定(ding)性的(de)(de)(de)(de)本(ben)質聯(lian)系，并(bing)指出(chu)了(le)(le)有效(xiao)的(de)(de)(de)(de)調控手段，建立了(le)(le)量(liang)子(zi)阱(jing)(jing)/三(san)(san)維(wei)(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復(fu)合(he)(he)結構(gou)薄膜最基礎理論(lun)(lun)依據。鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)優越的(de)(de)(de)(de)材料(liao)性能(neng)(neng)預(yu)示著理論(lun)(lun)上(shang)(shang)(shang)它具備打破現有傳統(tong)光(guang)伏格局的(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)力(li)，目(mu)前科研(yan)(yan)領域(yu)正在(zai)關注(zhu)單結鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)電(dian)池的(de)(de)(de)(de)轉換效(xiao)率、穩(wen)定(ding)性和降低(di)(di)鉛污染(ran)，有初(chu)創(chuang)企業(ye)推出(chu)的(de)(de)(de)(de)單結組件(jian)(jian)能(neng)(neng)量(liang)轉換效(xiao)率已超(chao)過(guo)17%，接近多晶硅組件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)轉換效(xiao)率，并(bing)且(qie)理論(lun)(lun)成本(ben)更低(di)(di)。本(ben)研(yan)(yan)究工作針(zhen)對傳統(tong)三(san)(san)維(wei)(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)光(guang)伏器件(jian)(jian)穩(wen)定(ding)性差(cha)的(de)(de)(de)(de)特點，從(cong)成膜機理上(shang)(shang)(shang)提出(chu)了(le)(le)量(liang)子(zi)阱(jing)(jing)/三(san)(san)維(wei)(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復(fu)合(he)(he)結構(gou)的(de)(de)(de)(de)有效(xiao)調控手段，有望從(cong)根本(ben)上(shang)(shang)(shang)提高(gao)器件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)使用壽(shou)命(ming)，降低(di)(di)器件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)制備成本(ben)，為工業(ye)化生高(gao)效(xiao)穩(wen)定(ding)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)太(tai)陽能(neng)(neng)電(dian)池提供了(le)(le)新的(de)(de)(de)(de)技(ji)術途徑。

Advanced Materials是材料(liao)學科(ke)世界頂(ding)尖期刊(kan)，在國際材料(liao)領域享譽盛名，當前影響因子27.39。該研(yan)究工作受到國家自然(ran)科(ke)學基金委(wei)、深圳市科(ke)創委(wei)以及深圳職業技術學院的(de)資助。

（霍(huo)夫曼先(xian)進材料研究院）