近(jin)日，我校霍夫曼(man)先(xian)進材(cai)(cai)料(liao)研究(jiu)(jiu)(jiu)院諾獎(jiang)團隊在(zai)利用高(gao)(gao)能同步輻射(she)(she)對(dui)鈣鈦礦(kuang)量(liang)子阱的(de)形成機理(li)研究(jiu)(jiu)(jiu)領域(yu)取得重要進展：研究(jiu)(jiu)(jiu)團隊采用高(gao)(gao)能掠入射(she)(she)角X射(she)(she)線(xian)衍射(she)(she)實時表征了在(zai)三維鈣鈦礦(kuang)表面(mian)通(tong)過旋涂(tu)長鏈有機銨(an)鹽溶液法(fa)所(suo)制備鈣鈦礦(kuang)量(liang)子阱形成過程(cheng)，明(ming)確(que)了與長鏈有機銨(an)分子發生反應(ying)的(de)反應(ying)物；并通(tong)過追(zhui)蹤(zong)反應(ying)產物在(zai)熱退火前后的(de)晶體(ti)結構演變，探究(jiu)(jiu)(jiu)了鈣鈦礦(kuang)量(liang)子阱形成過程(cheng)的(de)具體(ti)路徑。這一(yi)研究(jiu)(jiu)(jiu)成果(guo)發表在(zai)材(cai)(cai)料(liao)領域(yu)國際頂(ding)尖期(qi)刊《先(xian)進材(cai)(cai)料(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論(lun)(lun)文第(di)一(yi)作者為霍夫曼(man)先(xian)進材(cai)(cai)料(liao)研究(jiu)(jiu)(jiu)院胡漢(han)林副教(jiao)授，深圳職業技術學院為論(lun)(lun)文第(di)一(yi)完成單(dan)位。

有機-無機雜化(hua)鈣(gai)鈦礦(kuang)太陽(yang)能(neng)電池，因(yin)其優異的(de)(de)光(guang)電轉換效(xiao)率(lv)（經認(ren)證(zheng)的(de)(de)單結(jie)小面(mian)積有機-無機雜化(hua)鈣(gai)鈦礦(kuang)太陽(yang)能(neng)電池效(xiao)率(lv)已達25.5%）、較低的(de)(de)成(cheng)本以(yi)及優良的(de)(de)力學柔性(xing)等(deng)特(te)(te)點(dian)，在新能(neng)源(yuan)領域展(zhan)現出了巨大的(de)(de)應用(yong)(yong)前景(jing)。而(er)基于ABX3傳(chuan)統三維結(jie)構的(de)(de)鈣(gai)鈦礦(kuang)材(cai)料(liao)由于自身的(de)(de)離子(zi)遷(qian)移，以(yi)及在外(wai)界光(guang)、熱、水等(deng)因(yin)素下很容易被破壞，面(mian)臨著長(chang)期穩(wen)定性(xing)差的(de)(de)問題(ti)，嚴重(zhong)制約了其實際應用(yong)(yong)。科學工作者創新地通過鈣(gai)鈦礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)修(xiu)飾傳(chuan)統的(de)(de)三維鈣(gai)鈦礦(kuang)方法來制備具有量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)/三維鈣(gai)鈦礦(kuang)復合結(jie)構的(de)(de)太陽(yang)能(neng)電池，使(shi)得所制備的(de)(de)器(qi)件具有良好的(de)(de)耐(nai)輻照、耐(nai)高溫和耐(nai)濕度特(te)(te)性(xing)。現有的(de)(de)報(bao)道(dao)主(zhu)要集(ji)中在器(qi)件的(de)(de)效(xiao)率(lv)和穩(wen)定性(xing)，但對于量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)形成(cheng)機理(li)卻鮮有報(bao)道(dao)，尤其是對在不同條(tiao)件下的(de)(de)鈣(gai)鈦礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)生(sheng)長(chang)機理(li)并不清楚。

為此，我校研(yan)(yan)究團隊采用(yong)高能(neng)同步(bu)輻射掠(lve)入射角(jiao)X射線衍射實時表征(zheng)了(le)(le)(le)在三(san)(san)(san)維鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)表面通過(guo)(guo)(guo)旋涂長鏈有(you)(you)機(ji)銨(an)鹽溶液(ye)法所制(zhi)備鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱形成(cheng)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)，在了(le)(le)(le)解鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)生(sheng)長機(ji)理(li)的(de)(de)(de)(de)前提下，研(yan)(yan)究了(le)(le)(le)不同反(fan)應(ying)條件對鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)(de)相(xiang)純度和(he)(he)取向有(you)(you)序性產生(sheng)影響(xiang)。該項成(cheng)果從(cong)化(hua)學反(fan)應(ying)的(de)(de)(de)(de)機(ji)理(li)上確(que)定了(le)(le)(le)與長鏈分子(zi)(zi)反(fan)應(ying)的(de)(de)(de)(de)反(fan)應(ying)物，明確(que)了(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)(de)形成(cheng)機(ji)理(li)，探究了(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)(de)調(diao)控(kong)與器件效(xiao)率(lv)以(yi)及(ji)穩(wen)定性的(de)(de)(de)(de)本(ben)質聯系，并指出(chu)了(le)(le)(le)有(you)(you)效(xiao)的(de)(de)(de)(de)調(diao)控(kong)手(shou)(shou)段，建立了(le)(le)(le)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱/三(san)(san)(san)維鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)復合結構(gou)薄膜最基礎理(li)論(lun)依(yi)據。鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)優越的(de)(de)(de)(de)材料性能(neng)預(yu)示著理(li)論(lun)上它具(ju)備打破現有(you)(you)傳統光伏(fu)格局(ju)的(de)(de)(de)(de)能(neng)力，目前科研(yan)(yan)領域(yu)正在關注(zhu)單(dan)結鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)電(dian)池(chi)的(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)換(huan)(huan)效(xiao)率(lv)、穩(wen)定性和(he)(he)降低(di)鉛污染(ran)，有(you)(you)初創企(qi)業(ye)推出(chu)的(de)(de)(de)(de)單(dan)結組件能(neng)量(liang)(liang)轉(zhuan)換(huan)(huan)效(xiao)率(lv)已超過(guo)(guo)(guo)17%，接近多晶硅組件的(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)換(huan)(huan)效(xiao)率(lv)，并且理(li)論(lun)成(cheng)本(ben)更低(di)。本(ben)研(yan)(yan)究工作(zuo)針(zhen)對傳統三(san)(san)(san)維鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)光伏(fu)器件穩(wen)定性差(cha)的(de)(de)(de)(de)特(te)點，從(cong)成(cheng)膜機(ji)理(li)上提出(chu)了(le)(le)(le)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱/三(san)(san)(san)維鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)復合結構(gou)的(de)(de)(de)(de)有(you)(you)效(xiao)調(diao)控(kong)手(shou)(shou)段，有(you)(you)望從(cong)根本(ben)上提高器件的(de)(de)(de)(de)使用(yong)壽(shou)命，降低(di)器件的(de)(de)(de)(de)制(zhi)備成(cheng)本(ben)，為工業(ye)化(hua)生(sheng)高效(xiao)穩(wen)定鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)太(tai)陽能(neng)電(dian)池(chi)提供了(le)(le)(le)新的(de)(de)(de)(de)技術(shu)途徑(jing)。

Advanced Materials是材(cai)料學(xue)(xue)(xue)科(ke)(ke)世(shi)界頂(ding)尖(jian)期(qi)刊(kan)，在國(guo)際材(cai)料領域(yu)享(xiang)譽(yu)盛名，當(dang)前影響(xiang)因(yin)子27.39。該研(yan)究(jiu)工(gong)作受到國(guo)家(jia)自然科(ke)(ke)學(xue)(xue)(xue)基金委、深圳市科(ke)(ke)創(chuang)委以及深圳職業技術學(xue)(xue)(xue)院(yuan)的(de)資助。

（霍夫(fu)曼(man)先(xian)進材(cai)料研究院(yuan)）