近日(ri)，我校霍夫(fu)曼先進材料(liao)(liao)研(yan)究(jiu)院諾獎團(tuan)隊在利用高(gao)能同步輻射對鈣鈦礦量(liang)(liang)(liang)子阱(jing)的(de)(de)形成機理研(yan)究(jiu)領域(yu)取得重要進展：研(yan)究(jiu)團(tuan)隊采用高(gao)能掠入射角X射線衍射實時表(biao)(biao)征了(le)(le)在三維鈣鈦礦表(biao)(biao)面(mian)通(tong)(tong)過(guo)旋(xuan)涂長鏈有(you)(you)機銨鹽溶液法(fa)所(suo)制備鈣鈦礦量(liang)(liang)(liang)子阱(jing)形成過(guo)程(cheng)，明(ming)確了(le)(le)與長鏈有(you)(you)機銨分(fen)子發(fa)生反應(ying)的(de)(de)反應(ying)物(wu)；并通(tong)(tong)過(guo)追蹤反應(ying)產物(wu)在熱(re)退火前(qian)后(hou)的(de)(de)晶體結(jie)構演變，探究(jiu)了(le)(le)鈣鈦礦量(liang)(liang)(liang)子阱(jing)形成過(guo)程(cheng)的(de)(de)具體路徑。這一(yi)研(yan)究(jiu)成果發(fa)表(biao)(biao)在材料(liao)(liao)領域(yu)國際(ji)頂(ding)尖期刊(kan)《先進材料(liao)(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文(wen)第一(yi)作者為霍夫(fu)曼先進材料(liao)(liao)研(yan)究(jiu)院胡漢林副(fu)教授，深(shen)圳(zhen)職(zhi)業技術(shu)學院為論文(wen)第一(yi)完(wan)成單(dan)位。

有(you)機(ji)-無(wu)機(ji)雜化鈣鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池，因(yin)其優異的(de)(de)(de)(de)光電(dian)轉(zhuan)換(huan)效率(lv)（經認證的(de)(de)(de)(de)單結(jie)小面(mian)積(ji)有(you)機(ji)-無(wu)機(ji)雜化鈣鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池效率(lv)已達25.5%）、較(jiao)低(di)的(de)(de)(de)(de)成(cheng)本以及(ji)優良的(de)(de)(de)(de)力學柔性(xing)等特(te)點(dian)，在(zai)(zai)新能(neng)源領域(yu)展現(xian)出了巨大的(de)(de)(de)(de)應用(yong)前(qian)景。而基(ji)于ABX3傳統(tong)三(san)(san)維結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)(de)鈣鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)材料由于自身的(de)(de)(de)(de)離子(zi)(zi)遷(qian)移，以及(ji)在(zai)(zai)外界光、熱、水(shui)等因(yin)素(su)下很容易(yi)被破壞(huai)，面(mian)臨著長(chang)期(qi)穩定性(xing)差的(de)(de)(de)(de)問題，嚴重(zhong)制(zhi)約了其實際應用(yong)。科學工作者創新地通過鈣鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)(jing)修飾(shi)傳統(tong)的(de)(de)(de)(de)三(san)(san)維鈣鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)方(fang)法來制(zhi)備具有(you)量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)(jing)/三(san)(san)維鈣鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)復合結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)(de)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池，使(shi)得(de)所制(zhi)備的(de)(de)(de)(de)器(qi)件(jian)(jian)具有(you)良好的(de)(de)(de)(de)耐輻照、耐高溫和(he)耐濕度(du)特(te)性(xing)。現(xian)有(you)的(de)(de)(de)(de)報道(dao)主要集中在(zai)(zai)器(qi)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)效率(lv)和(he)穩定性(xing)，但(dan)對(dui)于量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)形(xing)成(cheng)機(ji)理(li)卻鮮有(you)報道(dao)，尤其是對(dui)在(zai)(zai)不(bu)同條件(jian)(jian)下的(de)(de)(de)(de)鈣鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)(jing)生長(chang)機(ji)理(li)并不(bu)清(qing)楚。

為此，我校研(yan)(yan)究(jiu)團隊(dui)采用(yong)高(gao)能同步輻射(she)掠(lve)入射(she)角X射(she)線衍射(she)實時表征(zheng)了(le)(le)(le)(le)在(zai)三維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)表面通(tong)過旋(xuan)涂長(chang)鏈(lian)有(you)(you)機(ji)(ji)銨鹽溶液法所制(zhi)備(bei)(bei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)形成過程，在(zai)了(le)(le)(le)(le)解鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)生長(chang)機(ji)(ji)理的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)前提下，研(yan)(yan)究(jiu)了(le)(le)(le)(le)不同反應(ying)條件(jian)(jian)對(dui)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)相純度和取向有(you)(you)序性產生影響(xiang)。該項成果從化學反應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)(ji)理上(shang)確定(ding)(ding)了(le)(le)(le)(le)與(yu)長(chang)鏈(lian)分子(zi)反應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)反應(ying)物，明確了(le)(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)形成機(ji)(ji)理，探究(jiu)了(le)(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)調控與(yu)器件(jian)(jian)效(xiao)率(lv)(lv)以(yi)及穩(wen)定(ding)(ding)性的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)本(ben)質聯(lian)系(xi)，并(bing)指出(chu)了(le)(le)(le)(le)有(you)(you)效(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)調控手段，建立了(le)(le)(le)(le)量(liang)子(zi)阱(jing)/三維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復合結構薄膜最(zui)基(ji)礎理論(lun)(lun)依據。鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)優(you)越的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)材料性能預(yu)示著理論(lun)(lun)上(shang)它具備(bei)(bei)打破現有(you)(you)傳統光伏(fu)格局的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)能力，目前科研(yan)(yan)領域(yu)正在(zai)關注單結鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)電池的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)轉換效(xiao)率(lv)(lv)、穩(wen)定(ding)(ding)性和降(jiang)低鉛污染，有(you)(you)初創企業推出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)單結組(zu)件(jian)(jian)能量(liang)轉換效(xiao)率(lv)(lv)已(yi)超過17%，接近多晶硅組(zu)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)轉換效(xiao)率(lv)(lv)，并(bing)且理論(lun)(lun)成本(ben)更(geng)低。本(ben)研(yan)(yan)究(jiu)工作(zuo)針(zhen)對(dui)傳統三維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)光伏(fu)器件(jian)(jian)穩(wen)定(ding)(ding)性差的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)特(te)點，從成膜機(ji)(ji)理上(shang)提出(chu)了(le)(le)(le)(le)量(liang)子(zi)阱(jing)/三維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復合結構的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)有(you)(you)效(xiao)調控手段，有(you)(you)望(wang)從根本(ben)上(shang)提高(gao)器件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)使用(yong)壽命，降(jiang)低器件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)制(zhi)備(bei)(bei)成本(ben)，為工業化生高(gao)效(xiao)穩(wen)定(ding)(ding)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)太(tai)陽能電池提供了(le)(le)(le)(le)新的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)技術途徑。

Advanced Materials是材料(liao)學(xue)科(ke)世界頂尖期(qi)刊，在國際材料(liao)領域享譽盛名，當前影響因子27.39。該研究(jiu)工作受(shou)到國家自(zi)然科(ke)學(xue)基金(jin)委、深圳市(shi)科(ke)創委以(yi)及深圳職業技術學(xue)院(yuan)的(de)資助。

（霍夫曼先進材料(liao)研究院）