近日，我校(xiao)霍夫曼(man)先進(jin)材料研究(jiu)(jiu)院(yuan)諾獎(jiang)團隊在(zai)利用高能同步輻射對鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)阱的形成機理研究(jiu)(jiu)領(ling)域取得重要進(jin)展：研究(jiu)(jiu)團隊采用高能掠入射角X射線(xian)衍射實時表征了在(zai)三維鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)表面通過(guo)旋涂長鏈有(you)機銨鹽溶液(ye)法所(suo)制(zhi)備(bei)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)阱形成過(guo)程(cheng)，明確了與長鏈有(you)機銨分子(zi)發生(sheng)反(fan)應(ying)的反(fan)應(ying)物(wu)；并通過(guo)追(zhui)蹤反(fan)應(ying)產物(wu)在(zai)熱退火前后的晶體結構(gou)演(yan)變，探究(jiu)(jiu)了鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)阱形成過(guo)程(cheng)的具體路徑。這一研究(jiu)(jiu)成果(guo)發表在(zai)材料領(ling)域國際(ji)頂尖期(qi)刊《先進(jin)材料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文第(di)一作者為霍夫曼(man)先進(jin)材料研究(jiu)(jiu)院(yuan)胡漢林副教授(shou)，深圳(zhen)職業技術(shu)學院(yuan)為論文第(di)一完(wan)成單位。

有(you)機-無機雜(za)化鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太(tai)陽能(neng)(neng)電(dian)池(chi)，因其(qi)優(you)異的(de)光(guang)電(dian)轉換效率(lv)（經(jing)認證的(de)單結(jie)小面(mian)積(ji)有(you)機-無機雜(za)化鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太(tai)陽能(neng)(neng)電(dian)池(chi)效率(lv)已達25.5%）、較低的(de)成(cheng)本以(yi)及優(you)良(liang)的(de)力學(xue)柔性(xing)等特點，在新(xin)能(neng)(neng)源領域展現出了巨(ju)大的(de)應用(yong)前景。而基于ABX3傳統(tong)(tong)三(san)維結(jie)構的(de)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)材料由于自(zi)身的(de)離子(zi)(zi)(zi)遷移，以(yi)及在外界光(guang)、熱、水等因素下很容易被破壞，面(mian)臨著長(chang)(chang)期穩定性(xing)差的(de)問題，嚴重(zhong)制(zhi)(zhi)約(yue)了其(qi)實(shi)際應用(yong)。科學(xue)工作者創新(xin)地通過鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)修飾傳統(tong)(tong)的(de)三(san)維鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)方法來制(zhi)(zhi)備具有(you)量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)/三(san)維鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復(fu)合結(jie)構的(de)太(tai)陽能(neng)(neng)電(dian)池(chi)，使得所制(zhi)(zhi)備的(de)器件(jian)具有(you)良(liang)好的(de)耐輻照、耐高溫和耐濕度特性(xing)。現有(you)的(de)報道主要集中在器件(jian)的(de)效率(lv)和穩定性(xing)，但對于量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)的(de)形(xing)成(cheng)機理(li)(li)卻鮮有(you)報道，尤其(qi)是對在不同條件(jian)下的(de)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)生長(chang)(chang)機理(li)(li)并不清楚。

為(wei)此(ci)，我校研(yan)究(jiu)團隊采用高能(neng)同步輻(fu)射(she)掠入射(she)角X射(she)線(xian)衍射(she)實時表征了(le)(le)(le)在三(san)(san)維鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)表面通過旋涂(tu)長(chang)鏈有(you)機(ji)銨鹽溶液法(fa)所制備(bei)(bei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)阱形成(cheng)過程，在了(le)(le)(le)解鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)生長(chang)機(ji)理(li)(li)的(de)(de)(de)前提(ti)(ti)下，研(yan)究(jiu)了(le)(le)(le)不(bu)同反應條件對(dui)(dui)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)阱的(de)(de)(de)相(xiang)純度和取向有(you)序性(xing)(xing)產(chan)生影(ying)響。該項(xiang)成(cheng)果從化學(xue)反應的(de)(de)(de)機(ji)理(li)(li)上(shang)確定(ding)了(le)(le)(le)與(yu)長(chang)鏈分子(zi)反應的(de)(de)(de)反應物，明(ming)確了(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)阱的(de)(de)(de)形成(cheng)機(ji)理(li)(li)，探(tan)究(jiu)了(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)阱的(de)(de)(de)調(diao)控與(yu)器件效(xiao)率(lv)(lv)以(yi)及穩定(ding)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)本質聯系，并(bing)指(zhi)出(chu)(chu)了(le)(le)(le)有(you)效(xiao)的(de)(de)(de)調(diao)控手段，建立了(le)(le)(le)量(liang)(liang)(liang)子(zi)阱/三(san)(san)維鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復合結(jie)構薄(bo)膜最(zui)基礎理(li)(li)論(lun)(lun)依據。鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)優越的(de)(de)(de)材料性(xing)(xing)能(neng)預示著理(li)(li)論(lun)(lun)上(shang)它具備(bei)(bei)打破(po)現(xian)有(you)傳(chuan)統光伏格(ge)局的(de)(de)(de)能(neng)力(li)，目前科研(yan)領域正在關注(zhu)單(dan)結(jie)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)電池(chi)的(de)(de)(de)轉換效(xiao)率(lv)(lv)、穩定(ding)性(xing)(xing)和降低(di)鉛(qian)污染(ran)，有(you)初創企業推(tui)出(chu)(chu)的(de)(de)(de)單(dan)結(jie)組(zu)件能(neng)量(liang)(liang)(liang)轉換效(xiao)率(lv)(lv)已超過17%，接近多(duo)晶硅組(zu)件的(de)(de)(de)轉換效(xiao)率(lv)(lv)，并(bing)且理(li)(li)論(lun)(lun)成(cheng)本更低(di)。本研(yan)究(jiu)工作針對(dui)(dui)傳(chuan)統三(san)(san)維鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)光伏器件穩定(ding)性(xing)(xing)差的(de)(de)(de)特點，從成(cheng)膜機(ji)理(li)(li)上(shang)提(ti)(ti)出(chu)(chu)了(le)(le)(le)量(liang)(liang)(liang)子(zi)阱/三(san)(san)維鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復合結(jie)構的(de)(de)(de)有(you)效(xiao)調(diao)控手段，有(you)望從根(gen)本上(shang)提(ti)(ti)高器件的(de)(de)(de)使用壽(shou)命，降低(di)器件的(de)(de)(de)制備(bei)(bei)成(cheng)本，為(wei)工業化生高效(xiao)穩定(ding)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)太(tai)陽能(neng)電池(chi)提(ti)(ti)供(gong)了(le)(le)(le)新的(de)(de)(de)技術途徑。

Advanced Materials是材料學(xue)科(ke)世界頂(ding)尖期刊(kan)，在國際(ji)材料領域享(xiang)譽盛名，當(dang)前影響因子27.39。該(gai)研究工作受到國家自然(ran)科(ke)學(xue)基金委、深(shen)圳(zhen)市科(ke)創委以及深(shen)圳(zhen)職業技術學(xue)院的(de)資助(zhu)。

（霍(huo)夫曼先進(jin)材(cai)料研究院）