近日，我校(xiao)霍夫曼先(xian)進(jin)(jin)材料(liao)研(yan)究(jiu)院諾獎團隊在利(li)用(yong)高能同步(bu)輻射(she)對(dui)鈣鈦礦(kuang)量(liang)子阱的(de)形(xing)(xing)成(cheng)機理研(yan)究(jiu)領(ling)域取(qu)得重(zhong)要進(jin)(jin)展(zhan)：研(yan)究(jiu)團隊采用(yong)高能掠入(ru)射(she)角X射(she)線衍射(she)實時(shi)表征了在三維鈣鈦礦(kuang)表面通過旋涂(tu)長鏈(lian)有機銨鹽(yan)溶(rong)液法所制備鈣鈦礦(kuang)量(liang)子阱形(xing)(xing)成(cheng)過程(cheng)，明確了與(yu)長鏈(lian)有機銨分(fen)子發生反應(ying)的(de)反應(ying)物；并通過追蹤反應(ying)產物在熱(re)退火前后的(de)晶體(ti)結(jie)構演(yan)變(bian)，探究(jiu)了鈣鈦礦(kuang)量(liang)子阱形(xing)(xing)成(cheng)過程(cheng)的(de)具體(ti)路徑。這一研(yan)究(jiu)成(cheng)果(guo)發表在材料(liao)領(ling)域國際(ji)頂尖(jian)期刊《先(xian)進(jin)(jin)材料(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文第一作(zuo)者為霍夫曼先(xian)進(jin)(jin)材料(liao)研(yan)究(jiu)院胡漢林副教(jiao)授(shou)，深(shen)圳職業技(ji)術(shu)學院為論文第一完成(cheng)單(dan)位。

有機(ji)(ji)-無(wu)(wu)機(ji)(ji)雜(za)(za)化(hua)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太(tai)(tai)陽(yang)能(neng)(neng)電(dian)池(chi)(chi)，因其(qi)優異的(de)(de)光(guang)電(dian)轉換(huan)效(xiao)率（經認證的(de)(de)單結(jie)小面積(ji)有機(ji)(ji)-無(wu)(wu)機(ji)(ji)雜(za)(za)化(hua)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太(tai)(tai)陽(yang)能(neng)(neng)電(dian)池(chi)(chi)效(xiao)率已達(da)25.5%）、較低(di)的(de)(de)成(cheng)本以(yi)及(ji)優良的(de)(de)力學(xue)柔性等特點，在新能(neng)(neng)源領域展現(xian)出(chu)了(le)巨大的(de)(de)應用前景。而基于ABX3傳統三(san)維結(jie)構(gou)的(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)材料由于自身的(de)(de)離子(zi)遷移，以(yi)及(ji)在外界光(guang)、熱、水(shui)等因素(su)下(xia)很(hen)容(rong)易被破壞，面臨著長期穩定性差的(de)(de)問題，嚴重(zhong)制約了(le)其(qi)實際應用。科學(xue)工作者創新地通(tong)過鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)修飾傳統的(de)(de)三(san)維鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)方法來(lai)制備具(ju)有量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)/三(san)維鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復合結(jie)構(gou)的(de)(de)太(tai)(tai)陽(yang)能(neng)(neng)電(dian)池(chi)(chi)，使(shi)得所(suo)制備的(de)(de)器(qi)件(jian)具(ju)有良好的(de)(de)耐輻(fu)照、耐高溫和(he)耐濕度特性。現(xian)有的(de)(de)報道主要集中在器(qi)件(jian)的(de)(de)效(xiao)率和(he)穩定性，但對于量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)形成(cheng)機(ji)(ji)理卻鮮有報道，尤(you)其(qi)是對在不同(tong)條件(jian)下(xia)的(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)生(sheng)長機(ji)(ji)理并不清楚。

為此，我校研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)團(tuan)隊采用高能同步輻射(she)掠入射(she)角X射(she)線衍射(she)實時表(biao)征了(le)(le)(le)(le)在三(san)維(wei)(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)表(biao)面通(tong)過(guo)旋涂長(chang)鏈有機(ji)銨鹽溶液法所制備鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)形(xing)成(cheng)過(guo)程，在了(le)(le)(le)(le)解鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)生長(chang)機(ji)理的(de)(de)前提(ti)(ti)下(xia)，研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)了(le)(le)(le)(le)不同反(fan)應(ying)條件(jian)(jian)對(dui)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)相純度和取(qu)向有序性(xing)產生影響。該項成(cheng)果從化學反(fan)應(ying)的(de)(de)機(ji)理上確定(ding)(ding)了(le)(le)(le)(le)與(yu)長(chang)鏈分子(zi)反(fan)應(ying)的(de)(de)反(fan)應(ying)物，明確了(le)(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)形(xing)成(cheng)機(ji)理，探究(jiu)(jiu)了(le)(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)調(diao)控與(yu)器(qi)件(jian)(jian)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)以及穩(wen)(wen)定(ding)(ding)性(xing)的(de)(de)本質(zhi)聯系，并(bing)指出(chu)了(le)(le)(le)(le)有效(xiao)(xiao)的(de)(de)調(diao)控手段，建(jian)立了(le)(le)(le)(le)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)/三(san)維(wei)(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復合(he)結構薄(bo)膜最基礎理論依據。鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)優越的(de)(de)材料性(xing)能預示著理論上它具備打破現有傳統(tong)光伏(fu)格局(ju)的(de)(de)能力，目前科(ke)研(yan)(yan)領域正在關(guan)注單結鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)電池的(de)(de)轉(zhuan)換效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)、穩(wen)(wen)定(ding)(ding)性(xing)和降(jiang)低(di)鉛(qian)污染，有初創企業推出(chu)的(de)(de)單結組件(jian)(jian)能量(liang)(liang)轉(zhuan)換效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)已超(chao)過(guo)17%，接近(jin)多晶硅組件(jian)(jian)的(de)(de)轉(zhuan)換效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)，并(bing)且理論成(cheng)本更低(di)。本研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)工作(zuo)針對(dui)傳統(tong)三(san)維(wei)(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)光伏(fu)器(qi)件(jian)(jian)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)性(xing)差的(de)(de)特點(dian)，從成(cheng)膜機(ji)理上提(ti)(ti)出(chu)了(le)(le)(le)(le)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)/三(san)維(wei)(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復合(he)結構的(de)(de)有效(xiao)(xiao)調(diao)控手段，有望從根本上提(ti)(ti)高器(qi)件(jian)(jian)的(de)(de)使用壽命，降(jiang)低(di)器(qi)件(jian)(jian)的(de)(de)制備成(cheng)本，為工業化生高效(xiao)(xiao)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)太(tai)陽能電池提(ti)(ti)供了(le)(le)(le)(le)新(xin)的(de)(de)技術(shu)途徑。

Advanced Materials是材料(liao)學(xue)科(ke)(ke)世界頂尖期刊，在國際材料(liao)領域享譽盛名，當前影響因子27.39。該研究工作受到(dao)國家自(zi)然(ran)科(ke)(ke)學(xue)基金委、深圳市科(ke)(ke)創委以(yi)及深圳職業技術學(xue)院的資助(zhu)。

（霍夫曼先進材(cai)料研究院）