近日，我校(xiao)霍夫(fu)曼(man)先進材料研(yan)(yan)究(jiu)院諾(nuo)獎團隊在(zai)利用(yong)高能同步輻(fu)射對鈣鈦礦(kuang)量(liang)子阱(jing)的形成(cheng)機理研(yan)(yan)究(jiu)領域取得重要進展：研(yan)(yan)究(jiu)團隊采用(yong)高能掠(lve)入射角X射線衍射實時(shi)表征(zheng)了在(zai)三(san)維(wei)鈣鈦礦(kuang)表面通過(guo)旋涂(tu)長鏈有機銨(an)(an)鹽溶液法所(suo)制備鈣鈦礦(kuang)量(liang)子阱(jing)形成(cheng)過(guo)程，明確了與長鏈有機銨(an)(an)分子發生(sheng)反(fan)應(ying)的反(fan)應(ying)物(wu)；并通過(guo)追蹤(zong)反(fan)應(ying)產物(wu)在(zai)熱退火(huo)前后的晶(jing)體(ti)結構演變，探究(jiu)了鈣鈦礦(kuang)量(liang)子阱(jing)形成(cheng)過(guo)程的具體(ti)路徑。這一研(yan)(yan)究(jiu)成(cheng)果發表在(zai)材料領域國際頂尖期刊《先進材料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文第一作者為(wei)霍夫(fu)曼(man)先進材料研(yan)(yan)究(jiu)院胡漢林副(fu)教授(shou)，深圳(zhen)職(zhi)業技術學院為(wei)論文第一完成(cheng)單位。

有(you)(you)機(ji)(ji)(ji)-無(wu)機(ji)(ji)(ji)雜(za)化鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)太陽(yang)能(neng)電(dian)池，因(yin)其優異的(de)(de)(de)(de)光電(dian)轉換(huan)效(xiao)(xiao)率（經認證的(de)(de)(de)(de)單結小面(mian)積有(you)(you)機(ji)(ji)(ji)-無(wu)機(ji)(ji)(ji)雜(za)化鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)太陽(yang)能(neng)電(dian)池效(xiao)(xiao)率已達25.5%）、較低的(de)(de)(de)(de)成本(ben)以及(ji)優良的(de)(de)(de)(de)力學柔性等(deng)特點，在新能(neng)源領域展現出了(le)巨(ju)大的(de)(de)(de)(de)應(ying)用前(qian)景。而基于(yu)ABX3傳(chuan)統(tong)三維(wei)(wei)結構的(de)(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)材料由(you)于(yu)自身的(de)(de)(de)(de)離子(zi)遷移，以及(ji)在外界光、熱、水等(deng)因(yin)素下很容易被破壞(huai)，面(mian)臨著長期(qi)穩定性差的(de)(de)(de)(de)問題，嚴重制(zhi)約了(le)其實際(ji)應(ying)用。科學工作(zuo)者(zhe)創新地通過(guo)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)量子(zi)阱(jing)修飾(shi)傳(chuan)統(tong)的(de)(de)(de)(de)三維(wei)(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)方法來(lai)制(zhi)備(bei)(bei)具(ju)有(you)(you)量子(zi)阱(jing)/三維(wei)(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)復合結構的(de)(de)(de)(de)太陽(yang)能(neng)電(dian)池，使得所制(zhi)備(bei)(bei)的(de)(de)(de)(de)器件具(ju)有(you)(you)良好的(de)(de)(de)(de)耐(nai)輻照、耐(nai)高溫和耐(nai)濕度特性。現有(you)(you)的(de)(de)(de)(de)報道主要集中在器件的(de)(de)(de)(de)效(xiao)(xiao)率和穩定性，但對于(yu)量子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)形成機(ji)(ji)(ji)理卻(que)鮮有(you)(you)報道，尤(you)其是對在不同(tong)條(tiao)件下的(de)(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)量子(zi)阱(jing)生長機(ji)(ji)(ji)理并不清楚。

為此，我(wo)校研(yan)究(jiu)(jiu)團隊(dui)采(cai)用高(gao)能(neng)(neng)同(tong)(tong)步(bu)輻射(she)掠(lve)入(ru)射(she)角X射(she)線衍射(she)實(shi)時(shi)表征了(le)(le)(le)在(zai)三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)表面(mian)通過(guo)旋涂長鏈有(you)機銨(an)鹽溶液法所制(zhi)備(bei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)形成(cheng)過(guo)程，在(zai)了(le)(le)(le)解鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)生長機理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)前提(ti)(ti)下(xia)，研(yan)究(jiu)(jiu)了(le)(le)(le)不同(tong)(tong)反應(ying)條件(jian)(jian)(jian)對鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)相純(chun)度和(he)取(qu)向有(you)序性(xing)(xing)產生影(ying)響。該項成(cheng)果從化(hua)學反應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)機理(li)(li)上確定(ding)了(le)(le)(le)與長鏈分子(zi)(zi)反應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)反應(ying)物，明(ming)確了(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)形成(cheng)機理(li)(li)，探究(jiu)(jiu)了(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)調(diao)(diao)控(kong)與器(qi)件(jian)(jian)(jian)效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)以及穩定(ding)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)本(ben)(ben)質聯(lian)系，并指出了(le)(le)(le)有(you)效(xiao)(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)調(diao)(diao)控(kong)手段(duan)，建立了(le)(le)(le)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)/三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復(fu)(fu)合結(jie)構薄(bo)膜最基礎理(li)(li)論依(yi)據。鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)優越的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)材料性(xing)(xing)能(neng)(neng)預示著理(li)(li)論上它具(ju)備(bei)打(da)破現有(you)傳統(tong)光伏(fu)格(ge)局的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)力，目(mu)前科研(yan)領域(yu)正在(zai)關(guan)注單結(jie)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)電(dian)池的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)轉換(huan)效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)、穩定(ding)性(xing)(xing)和(he)降低(di)鉛污染，有(you)初創(chuang)企(qi)業(ye)推出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)單結(jie)組件(jian)(jian)(jian)能(neng)(neng)量(liang)(liang)轉換(huan)效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)已超過(guo)17%，接(jie)近多晶(jing)硅(gui)組件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)轉換(huan)效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)，并且理(li)(li)論成(cheng)本(ben)(ben)更低(di)。本(ben)(ben)研(yan)究(jiu)(jiu)工作針對傳統(tong)三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)光伏(fu)器(qi)件(jian)(jian)(jian)穩定(ding)性(xing)(xing)差的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)特點(dian)，從成(cheng)膜機理(li)(li)上提(ti)(ti)出了(le)(le)(le)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)/三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復(fu)(fu)合結(jie)構的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)有(you)效(xiao)(xiao)(xiao)調(diao)(diao)控(kong)手段(duan)，有(you)望從根(gen)本(ben)(ben)上提(ti)(ti)高(gao)器(qi)件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)使(shi)用壽命(ming)，降低(di)器(qi)件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)制(zhi)備(bei)成(cheng)本(ben)(ben)，為工業(ye)化(hua)生高(gao)效(xiao)(xiao)(xiao)穩定(ding)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)太陽能(neng)(neng)電(dian)池提(ti)(ti)供了(le)(le)(le)新的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)技術途徑(jing)。

Advanced Materials是材料(liao)學(xue)科(ke)世界頂尖期刊(kan)，在國(guo)際材料(liao)領域享(xiang)譽盛名(ming)，當(dang)前影響因子27.39。該研究(jiu)工作受到國(guo)家(jia)自然科(ke)學(xue)基(ji)金委(wei)、深圳(zhen)市科(ke)創(chuang)委(wei)以及深圳(zhen)職(zhi)業技術學(xue)院的資助(zhu)。

（霍夫曼先進材料研(yan)究院）