近(jin)日(ri)，我(wo)校霍夫(fu)曼先進(jin)(jin)材(cai)(cai)料(liao)研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)院諾獎團(tuan)(tuan)隊在(zai)(zai)利用高(gao)能同步輻(fu)射(she)(she)對鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱的(de)形成(cheng)機理研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)領域(yu)取得重要進(jin)(jin)展：研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)團(tuan)(tuan)隊采用高(gao)能掠入(ru)射(she)(she)角X射(she)(she)線衍射(she)(she)實時表(biao)征(zheng)了在(zai)(zai)三維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)表(biao)面(mian)通過(guo)旋涂長(chang)鏈有機銨(an)鹽(yan)溶液法所(suo)制備(bei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱形成(cheng)過(guo)程，明(ming)確了與(yu)長(chang)鏈有機銨(an)分子(zi)發生反(fan)應的(de)反(fan)應物(wu)；并通過(guo)追(zhui)蹤反(fan)應產物(wu)在(zai)(zai)熱退火前后的(de)晶(jing)體(ti)結構(gou)演變，探(tan)究(jiu)(jiu)(jiu)了鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱形成(cheng)過(guo)程的(de)具體(ti)路徑。這(zhe)一(yi)(yi)研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)成(cheng)果發表(biao)在(zai)(zai)材(cai)(cai)料(liao)領域(yu)國際(ji)頂尖期刊《先進(jin)(jin)材(cai)(cai)料(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文第(di)一(yi)(yi)作者為霍夫(fu)曼先進(jin)(jin)材(cai)(cai)料(liao)研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)院胡漢林副(fu)教授，深圳職業技術學(xue)院為論文第(di)一(yi)(yi)完(wan)成(cheng)單位(wei)。

有(you)機(ji)(ji)-無(wu)機(ji)(ji)雜化(hua)鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)太(tai)(tai)陽能電(dian)池，因(yin)(yin)其(qi)優異的(de)(de)(de)(de)(de)光電(dian)轉換(huan)效率(lv)（經認(ren)證的(de)(de)(de)(de)(de)單結(jie)小面(mian)積有(you)機(ji)(ji)-無(wu)機(ji)(ji)雜化(hua)鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)太(tai)(tai)陽能電(dian)池效率(lv)已達(da)25.5%）、較低的(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)本(ben)以及(ji)優良(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)力學柔(rou)性(xing)等(deng)特點，在(zai)新能源(yuan)領域(yu)展(zhan)現(xian)出了(le)(le)巨大的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)前景。而基于ABX3傳統三(san)維(wei)結(jie)構的(de)(de)(de)(de)(de)鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)材料由于自身的(de)(de)(de)(de)(de)離(li)子遷移，以及(ji)在(zai)外界光、熱、水等(deng)因(yin)(yin)素下很容(rong)易(yi)被(bei)破壞，面(mian)臨著長期穩(wen)定性(xing)差的(de)(de)(de)(de)(de)問題，嚴重(zhong)制(zhi)約(yue)了(le)(le)其(qi)實際應(ying)用(yong)。科學工作者創新地通過鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子阱(jing)(jing)修飾傳統的(de)(de)(de)(de)(de)三(san)維(wei)鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)方(fang)法來制(zhi)備具有(you)量(liang)(liang)子阱(jing)(jing)/三(san)維(wei)鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)復合結(jie)構的(de)(de)(de)(de)(de)太(tai)(tai)陽能電(dian)池，使得所制(zhi)備的(de)(de)(de)(de)(de)器件(jian)具有(you)良(liang)好的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)輻照、耐(nai)高溫和耐(nai)濕度特性(xing)。現(xian)有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)報道主要集中在(zai)器件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)效率(lv)和穩(wen)定性(xing)，但(dan)對于量(liang)(liang)子阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)形成(cheng)機(ji)(ji)理(li)卻鮮有(you)報道，尤其(qi)是對在(zai)不同(tong)條件(jian)下的(de)(de)(de)(de)(de)鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子阱(jing)(jing)生長機(ji)(ji)理(li)并(bing)不清楚。

為此，我校研(yan)究團隊(dui)采用(yong)高(gao)能同步輻射掠入射角X射線衍射實時表征(zheng)了(le)(le)在(zai)三維(wei)(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)表面通過旋涂長(chang)(chang)鏈(lian)有(you)機銨鹽溶液(ye)法(fa)所制(zhi)備鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)形成過程，在(zai)了(le)(le)解鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)生(sheng)長(chang)(chang)機理(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)前提(ti)下，研(yan)究了(le)(le)不同反(fan)應條件(jian)對鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)相(xiang)純度和取向有(you)序(xu)性產(chan)生(sheng)影(ying)響。該項(xiang)成果從化(hua)學反(fan)應的(de)(de)(de)(de)機理(li)(li)(li)(li)上(shang)(shang)確(que)定了(le)(le)與長(chang)(chang)鏈(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)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)形成機理(li)(li)(li)(li)，探(tan)究了(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)調(diao)控與器(qi)件(jian)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)以及穩定性的(de)(de)(de)(de)本(ben)(ben)質(zhi)聯系(xi)，并指(zhi)出(chu)了(le)(le)有(you)效(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)(de)調(diao)控手(shou)段，建立(li)了(le)(le)量(liang)子(zi)阱(jing)/三維(wei)(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復(fu)(fu)合(he)結構薄(bo)膜最基礎理(li)(li)(li)(li)論(lun)依據。鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)優越的(de)(de)(de)(de)材料性能預示著理(li)(li)(li)(li)論(lun)上(shang)(shang)它具備打破現(xian)有(you)傳(chuan)統光(guang)伏格局的(de)(de)(de)(de)能力，目前科研(yan)領域(yu)正在(zai)關注單(dan)結鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)電池的(de)(de)(de)(de)轉換(huan)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)、穩定性和降低鉛污染，有(you)初創企業推出(chu)的(de)(de)(de)(de)單(dan)結組(zu)件(jian)能量(liang)轉換(huan)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)已(yi)超過17%，接近(jin)多晶硅(gui)組(zu)件(jian)的(de)(de)(de)(de)轉換(huan)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)，并且理(li)(li)(li)(li)論(lun)成本(ben)(ben)更(geng)低。本(ben)(ben)研(yan)究工作針對傳(chuan)統三維(wei)(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)光(guang)伏器(qi)件(jian)穩定性差的(de)(de)(de)(de)特點，從成膜機理(li)(li)(li)(li)上(shang)(shang)提(ti)出(chu)了(le)(le)量(liang)子(zi)阱(jing)/三維(wei)(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復(fu)(fu)合(he)結構的(de)(de)(de)(de)有(you)效(xiao)(xiao)調(diao)控手(shou)段，有(you)望(wang)從根本(ben)(ben)上(shang)(shang)提(ti)高(gao)器(qi)件(jian)的(de)(de)(de)(de)使用(yong)壽命，降低器(qi)件(jian)的(de)(de)(de)(de)制(zhi)備成本(ben)(ben)，為工業化(hua)生(sheng)高(gao)效(xiao)(xiao)穩定鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)太(tai)陽能電池提(ti)供了(le)(le)新的(de)(de)(de)(de)技(ji)術途(tu)徑。

Advanced Materials是材(cai)料學(xue)科(ke)(ke)世界頂尖期刊，在國際材(cai)料領域享譽盛名，當前影響因子27.39。該研(yan)究(jiu)工作受到國家自然科(ke)(ke)學(xue)基金委(wei)、深(shen)圳市(shi)科(ke)(ke)創委(wei)以及深(shen)圳職業技(ji)術(shu)學(xue)院(yuan)的資助(zhu)。

（霍夫曼先進材料研究院）