近日，我校霍夫曼先(xian)進(jin)材(cai)(cai)(cai)料(liao)研(yan)(yan)(yan)究院(yuan)(yuan)諾獎團隊在(zai)利用(yong)高能同步輻(fu)射(she)對鈣鈦(tai)礦(kuang)量子(zi)阱的形成(cheng)(cheng)機理研(yan)(yan)(yan)究領(ling)域取得重要進(jin)展：研(yan)(yan)(yan)究團隊采用(yong)高能掠入(ru)射(she)角(jiao)X射(she)線衍射(she)實(shi)時表(biao)征了在(zai)三維鈣鈦(tai)礦(kuang)表(biao)面(mian)通過(guo)(guo)旋涂長鏈有機銨鹽溶液法所制備鈣鈦(tai)礦(kuang)量子(zi)阱形成(cheng)(cheng)過(guo)(guo)程(cheng)，明(ming)確了與長鏈有機銨分子(zi)發(fa)生反應(ying)的反應(ying)物(wu)；并通過(guo)(guo)追蹤反應(ying)產物(wu)在(zai)熱退火前(qian)后的晶(jing)體結(jie)構演(yan)變，探究了鈣鈦(tai)礦(kuang)量子(zi)阱形成(cheng)(cheng)過(guo)(guo)程(cheng)的具體路徑。這一研(yan)(yan)(yan)究成(cheng)(cheng)果發(fa)表(biao)在(zai)材(cai)(cai)(cai)料(liao)領(ling)域國際頂尖期(qi)刊《先(xian)進(jin)材(cai)(cai)(cai)料(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文第一作者為霍夫曼先(xian)進(jin)材(cai)(cai)(cai)料(liao)研(yan)(yan)(yan)究院(yuan)(yuan)胡漢林副教授，深圳職業技術學院(yuan)(yuan)為論文第一完成(cheng)(cheng)單位(wei)。

有(you)機(ji)-無(wu)機(ji)雜化(hua)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦太(tai)陽(yang)(yang)能電池(chi)，因其(qi)優異的(de)(de)(de)(de)光電轉(zhuan)換效(xiao)(xiao)率（經(jing)認證的(de)(de)(de)(de)單結小面(mian)積有(you)機(ji)-無(wu)機(ji)雜化(hua)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦太(tai)陽(yang)(yang)能電池(chi)效(xiao)(xiao)率已達25.5%）、較低(di)的(de)(de)(de)(de)成本(ben)以(yi)及(ji)優良的(de)(de)(de)(de)力學柔性等特點，在新(xin)能源領域展現出了(le)巨(ju)大的(de)(de)(de)(de)應(ying)用前景。而基于ABX3傳(chuan)統三(san)維結構的(de)(de)(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦材料由于自身的(de)(de)(de)(de)離(li)子(zi)遷移，以(yi)及(ji)在外界光、熱(re)、水等因素下很容易被破壞(huai)，面(mian)臨著長期穩(wen)定性差(cha)的(de)(de)(de)(de)問題，嚴重制約了(le)其(qi)實際應(ying)用。科學工作者創新(xin)地通過鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦量子(zi)阱修飾傳(chuan)統的(de)(de)(de)(de)三(san)維鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦方法(fa)來制備具有(you)量子(zi)阱/三(san)維鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦復合結構的(de)(de)(de)(de)太(tai)陽(yang)(yang)能電池(chi)，使得所制備的(de)(de)(de)(de)器(qi)件(jian)具有(you)良好(hao)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)輻照、耐(nai)高溫和耐(nai)濕度(du)特性。現有(you)的(de)(de)(de)(de)報道主要集中在器(qi)件(jian)的(de)(de)(de)(de)效(xiao)(xiao)率和穩(wen)定性，但對于量子(zi)阱的(de)(de)(de)(de)形成機(ji)理(li)卻鮮有(you)報道，尤其(qi)是(shi)對在不(bu)同條件(jian)下的(de)(de)(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦量子(zi)阱生長機(ji)理(li)并不(bu)清楚。

為此，我校研(yan)究(jiu)團隊采(cai)用高能(neng)(neng)(neng)同(tong)步輻射(she)掠(lve)入(ru)射(she)角X射(she)線衍射(she)實時表征了(le)(le)(le)在(zai)三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)表面通過(guo)旋涂(tu)長鏈有(you)機(ji)(ji)銨(an)鹽溶液法所制(zhi)備鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)形成(cheng)過(guo)程，在(zai)了(le)(le)(le)解鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)生長機(ji)(ji)理的(de)(de)前提(ti)(ti)下，研(yan)究(jiu)了(le)(le)(le)不同(tong)反(fan)應條(tiao)件(jian)對鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)相純度和(he)(he)取向有(you)序(xu)性(xing)產(chan)生影響。該(gai)項成(cheng)果從化學反(fan)應的(de)(de)機(ji)(ji)理上確定(ding)(ding)了(le)(le)(le)與長鏈分子(zi)(zi)(zi)反(fan)應的(de)(de)反(fan)應物，明確了(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)形成(cheng)機(ji)(ji)理，探究(jiu)了(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)調控與器件(jian)效(xiao)(xiao)率以及穩定(ding)(ding)性(xing)的(de)(de)本(ben)質聯(lian)系，并指(zhi)出了(le)(le)(le)有(you)效(xiao)(xiao)的(de)(de)調控手段(duan)，建立了(le)(le)(le)量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)/三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復(fu)(fu)合結構(gou)薄膜(mo)(mo)最(zui)基礎理論(lun)依據(ju)。鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)優越的(de)(de)材料性(xing)能(neng)(neng)(neng)預示著理論(lun)上它具(ju)備打(da)破現(xian)有(you)傳統光(guang)(guang)伏(fu)格局的(de)(de)能(neng)(neng)(neng)力，目前科研(yan)領(ling)域(yu)正在(zai)關(guan)注單結鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)電池的(de)(de)轉換效(xiao)(xiao)率、穩定(ding)(ding)性(xing)和(he)(he)降低(di)鉛污染，有(you)初創企業推出的(de)(de)單結組(zu)(zu)件(jian)能(neng)(neng)(neng)量(liang)轉換效(xiao)(xiao)率已超過(guo)17%，接近多晶硅組(zu)(zu)件(jian)的(de)(de)轉換效(xiao)(xiao)率，并且理論(lun)成(cheng)本(ben)更(geng)低(di)。本(ben)研(yan)究(jiu)工作針對傳統三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)光(guang)(guang)伏(fu)器件(jian)穩定(ding)(ding)性(xing)差的(de)(de)特點，從成(cheng)膜(mo)(mo)機(ji)(ji)理上提(ti)(ti)出了(le)(le)(le)量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)/三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復(fu)(fu)合結構(gou)的(de)(de)有(you)效(xiao)(xiao)調控手段(duan)，有(you)望從根(gen)本(ben)上提(ti)(ti)高器件(jian)的(de)(de)使用壽(shou)命，降低(di)器件(jian)的(de)(de)制(zhi)備成(cheng)本(ben)，為工業化生高效(xiao)(xiao)穩定(ding)(ding)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太(tai)陽能(neng)(neng)(neng)電池提(ti)(ti)供了(le)(le)(le)新的(de)(de)技術途徑。

Advanced Materials是(shi)材料學科(ke)(ke)世(shi)界頂尖期刊，在國際(ji)材料領域(yu)享譽盛名，當前影響因(yin)子27.39。該研究工作受到國家自然科(ke)(ke)學基金(jin)委(wei)(wei)、深圳(zhen)市科(ke)(ke)創委(wei)(wei)以及深圳(zhen)職業技術(shu)學院的(de)資助。

（霍夫(fu)曼先(xian)進材料研究院）