近(jin)日，我(wo)校霍(huo)夫曼(man)先(xian)進(jin)材(cai)料研(yan)究院(yuan)諾獎(jiang)團隊(dui)在利用(yong)高(gao)能同步(bu)輻射(she)對(dui)鈣(gai)鈦礦(kuang)量子(zi)阱(jing)的(de)形成(cheng)機理(li)研(yan)究領域取得重要進(jin)展：研(yan)究團隊(dui)采用(yong)高(gao)能掠入射(she)角X射(she)線衍射(she)實時表征了(le)(le)在三維(wei)鈣(gai)鈦礦(kuang)表面通過旋涂長鏈有(you)機銨鹽溶液法所(suo)制備鈣(gai)鈦礦(kuang)量子(zi)阱(jing)形成(cheng)過程(cheng)，明確(que)了(le)(le)與(yu)長鏈有(you)機銨分子(zi)發生反應的(de)反應物；并通過追(zhui)蹤反應產物在熱退火前后的(de)晶體結構演變，探究了(le)(le)鈣(gai)鈦礦(kuang)量子(zi)阱(jing)形成(cheng)過程(cheng)的(de)具體路徑。這(zhe)一研(yan)究成(cheng)果發表在材(cai)料領域國際頂尖期刊(kan)《先(xian)進(jin)材(cai)料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文(wen)第一作者為霍(huo)夫曼(man)先(xian)進(jin)材(cai)料研(yan)究院(yuan)胡(hu)漢(han)林副教授，深圳職業(ye)技(ji)術學院(yuan)為論文(wen)第一完成(cheng)單位。

有(you)機(ji)(ji)-無機(ji)(ji)雜化(hua)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦太(tai)陽能(neng)(neng)電池，因其(qi)優(you)異的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光電轉換效(xiao)率（經認證的(de)(de)(de)(de)(de)(de)單結(jie)小面積有(you)機(ji)(ji)-無機(ji)(ji)雜化(hua)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦太(tai)陽能(neng)(neng)電池效(xiao)率已(yi)達25.5%）、較(jiao)低的(de)(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)本以及優(you)良的(de)(de)(de)(de)(de)(de)力學(xue)柔(rou)性等特點，在(zai)(zai)新能(neng)(neng)源領域展(zhan)現出(chu)了(le)巨(ju)大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)應用前景。而基于(yu)ABX3傳統三(san)維結(jie)構的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦材(cai)料由于(yu)自身的(de)(de)(de)(de)(de)(de)離子(zi)遷(qian)移，以及在(zai)(zai)外界光、熱、水等因素下很容(rong)易被破壞(huai)，面臨著長期穩定性差的(de)(de)(de)(de)(de)(de)問題，嚴重制約(yue)了(le)其(qi)實際應用。科學(xue)工作者(zhe)創新地(di)通過鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦量子(zi)阱(jing)修飾傳統的(de)(de)(de)(de)(de)(de)三(san)維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦方法來(lai)制備具有(you)量子(zi)阱(jing)/三(san)維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦復合結(jie)構的(de)(de)(de)(de)(de)(de)太(tai)陽能(neng)(neng)電池，使得所制備的(de)(de)(de)(de)(de)(de)器(qi)件具有(you)良好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐輻照、耐高(gao)溫(wen)和耐濕度特性。現有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)報(bao)道(dao)主要集(ji)中在(zai)(zai)器(qi)件的(de)(de)(de)(de)(de)(de)效(xiao)率和穩定性，但(dan)對于(yu)量子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)形成(cheng)機(ji)(ji)理(li)卻鮮有(you)報(bao)道(dao)，尤其(qi)是對在(zai)(zai)不同條件下的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦量子(zi)阱(jing)生(sheng)長機(ji)(ji)理(li)并不清楚。

為此，我(wo)校研究(jiu)團隊采用(yong)高能(neng)同步輻射(she)掠入射(she)角X射(she)線衍射(she)實(shi)時表征(zheng)了(le)(le)(le)在(zai)三(san)維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)表面通(tong)過旋(xuan)涂(tu)長鏈(lian)有(you)(you)(you)機銨鹽溶液法所(suo)制(zhi)備鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱形成(cheng)過程，在(zai)了(le)(le)(le)解(jie)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)生(sheng)(sheng)長機理的(de)(de)(de)(de)前提下，研究(jiu)了(le)(le)(le)不同反(fan)(fan)應(ying)(ying)條件(jian)(jian)對鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)(de)相純度(du)和(he)取向有(you)(you)(you)序性產生(sheng)(sheng)影響。該項成(cheng)果(guo)從(cong)化(hua)學(xue)反(fan)(fan)應(ying)(ying)的(de)(de)(de)(de)機理上(shang)確定(ding)(ding)了(le)(le)(le)與長鏈(lian)分(fen)子(zi)(zi)反(fan)(fan)應(ying)(ying)的(de)(de)(de)(de)反(fan)(fan)應(ying)(ying)物，明(ming)確了(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)(de)形成(cheng)機理，探(tan)究(jiu)了(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)(de)調(diao)(diao)控(kong)(kong)與器件(jian)(jian)效率(lv)以及穩(wen)定(ding)(ding)性的(de)(de)(de)(de)本(ben)質聯系，并指出了(le)(le)(le)有(you)(you)(you)效的(de)(de)(de)(de)調(diao)(diao)控(kong)(kong)手(shou)(shou)段(duan)，建立(li)了(le)(le)(le)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱/三(san)維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復合結構(gou)薄膜(mo)最基礎理論(lun)依據(ju)。鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)優越的(de)(de)(de)(de)材料性能(neng)預示著(zhu)理論(lun)上(shang)它具備打破現有(you)(you)(you)傳統(tong)光(guang)(guang)伏格(ge)局的(de)(de)(de)(de)能(neng)力，目前科研領(ling)域(yu)正(zheng)在(zai)關(guan)注(zhu)單結鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)電(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)換(huan)效率(lv)、穩(wen)定(ding)(ding)性和(he)降(jiang)低鉛污染，有(you)(you)(you)初(chu)創企(qi)業(ye)推出的(de)(de)(de)(de)單結組(zu)件(jian)(jian)能(neng)量(liang)(liang)轉(zhuan)換(huan)效率(lv)已(yi)超過17%，接近多(duo)晶硅(gui)組(zu)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)換(huan)效率(lv)，并且理論(lun)成(cheng)本(ben)更低。本(ben)研究(jiu)工(gong)作針對傳統(tong)三(san)維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)光(guang)(guang)伏器件(jian)(jian)穩(wen)定(ding)(ding)性差的(de)(de)(de)(de)特點，從(cong)成(cheng)膜(mo)機理上(shang)提出了(le)(le)(le)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱/三(san)維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復合結構(gou)的(de)(de)(de)(de)有(you)(you)(you)效調(diao)(diao)控(kong)(kong)手(shou)(shou)段(duan)，有(you)(you)(you)望從(cong)根(gen)本(ben)上(shang)提高器件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)使用(yong)壽命(ming)，降(jiang)低器件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)制(zhi)備成(cheng)本(ben)，為工(gong)業(ye)化(hua)生(sheng)(sheng)高效穩(wen)定(ding)(ding)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太陽能(neng)電(dian)(dian)池(chi)(chi)提供了(le)(le)(le)新的(de)(de)(de)(de)技術途徑(jing)。

Advanced Materials是材料學科(ke)世(shi)界頂尖期刊(kan)，在國際材料領域享譽盛名，當前影響(xiang)因子27.39。該研究工(gong)作(zuo)受到國家自然科(ke)學基(ji)金委(wei)、深(shen)圳市科(ke)創委(wei)以(yi)及深(shen)圳職業技術學院的資(zi)助。

（霍夫曼先進材料研究(jiu)院）