近日，我校(xiao)霍夫(fu)曼(man)先進(jin)材料研(yan)究院(yuan)諾獎(jiang)團隊在(zai)利用高(gao)(gao)能同步(bu)輻射(she)對(dui)鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)的(de)(de)形成(cheng)機理研(yan)究領域取得重要進(jin)展(zhan)：研(yan)究團隊采用高(gao)(gao)能掠入射(she)角X射(she)線衍射(she)實時表征(zheng)了(le)在(zai)三維鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)表面通(tong)過旋(xuan)涂(tu)長(chang)鏈有機銨鹽溶液法所制備鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)形成(cheng)過程，明確了(le)與長(chang)鏈有機銨分(fen)子(zi)發生反(fan)應(ying)(ying)的(de)(de)反(fan)應(ying)(ying)物；并通(tong)過追蹤反(fan)應(ying)(ying)產物在(zai)熱退(tui)火前(qian)后的(de)(de)晶(jing)體(ti)結構演變(bian)，探究了(le)鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)形成(cheng)過程的(de)(de)具體(ti)路徑。這一(yi)研(yan)究成(cheng)果(guo)發表在(zai)材料領域國際頂(ding)尖期(qi)刊(kan)《先進(jin)材料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文第一(yi)作者(zhe)為霍夫(fu)曼(man)先進(jin)材料研(yan)究院(yuan)胡(hu)漢林副教授，深(shen)圳職業(ye)技術學院(yuan)為論文第一(yi)完(wan)成(cheng)單位(wei)。

有機(ji)(ji)(ji)-無(wu)機(ji)(ji)(ji)雜(za)(za)化鈣鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)太(tai)陽能(neng)(neng)電(dian)(dian)(dian)池(chi)，因(yin)其優(you)異的(de)(de)光電(dian)(dian)(dian)轉換效(xiao)率(lv)(lv)(lv)（經認證的(de)(de)單結(jie)小面(mian)積有機(ji)(ji)(ji)-無(wu)機(ji)(ji)(ji)雜(za)(za)化鈣鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)太(tai)陽能(neng)(neng)電(dian)(dian)(dian)池(chi)效(xiao)率(lv)(lv)(lv)已(yi)達25.5%）、較低的(de)(de)成(cheng)(cheng)本以(yi)及(ji)優(you)良的(de)(de)力學柔性等(deng)特點，在(zai)(zai)(zai)新(xin)能(neng)(neng)源領域展現出了巨(ju)大的(de)(de)應用(yong)前景。而基于ABX3傳統三維(wei)(wei)結(jie)構(gou)(gou)的(de)(de)鈣鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)材料由于自身的(de)(de)離子遷(qian)移(yi)，以(yi)及(ji)在(zai)(zai)(zai)外(wai)界光、熱(re)、水等(deng)因(yin)素下(xia)很容易被破壞，面(mian)臨著長(chang)期(qi)穩定性差的(de)(de)問題，嚴重制(zhi)約了其實際應用(yong)。科學工(gong)作(zuo)者創新(xin)地通過(guo)鈣鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子阱修飾傳統的(de)(de)三維(wei)(wei)鈣鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)方法來制(zhi)備具有量(liang)(liang)子阱/三維(wei)(wei)鈣鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)復合結(jie)構(gou)(gou)的(de)(de)太(tai)陽能(neng)(neng)電(dian)(dian)(dian)池(chi)，使得所制(zhi)備的(de)(de)器(qi)件(jian)具有良好的(de)(de)耐(nai)輻照、耐(nai)高溫和(he)耐(nai)濕度特性。現有的(de)(de)報(bao)(bao)道主(zhu)要集(ji)中在(zai)(zai)(zai)器(qi)件(jian)的(de)(de)效(xiao)率(lv)(lv)(lv)和(he)穩定性，但對于量(liang)(liang)子阱的(de)(de)形(xing)成(cheng)(cheng)機(ji)(ji)(ji)理(li)卻鮮有報(bao)(bao)道，尤其是(shi)對在(zai)(zai)(zai)不同(tong)條(tiao)件(jian)下(xia)的(de)(de)鈣鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子阱生長(chang)機(ji)(ji)(ji)理(li)并不清楚。

為此，我(wo)校研(yan)究團隊(dui)采用高(gao)能同步輻射掠入(ru)射角X射線(xian)衍(yan)射實時表征了(le)在三(san)維(wei)(wei)鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)表面(mian)通過(guo)(guo)旋涂長鏈有機(ji)銨鹽溶(rong)液法所制備鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱形成(cheng)過(guo)(guo)程(cheng)，在了(le)解鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)生長機(ji)理的(de)(de)(de)(de)(de)(de)前提(ti)下，研(yan)究了(le)不同反應(ying)(ying)(ying)條件對鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)(de)(de)(de)相純度和(he)取向(xiang)有序性(xing)產生影響。該項成(cheng)果從化(hua)(hua)學反應(ying)(ying)(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)理上(shang)確(que)定(ding)了(le)與長鏈分子(zi)(zi)反應(ying)(ying)(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)反應(ying)(ying)(ying)物，明確(que)了(le)鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)(de)(de)(de)形成(cheng)機(ji)理，探究了(le)鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)(de)(de)(de)調(diao)控與器(qi)(qi)件效率以(yi)及(ji)穩(wen)定(ding)性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)本質聯系，并指(zhi)出(chu)了(le)有效的(de)(de)(de)(de)(de)(de)調(diao)控手段，建立了(le)量(liang)子(zi)(zi)阱/三(san)維(wei)(wei)鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復(fu)合結構薄膜最基(ji)礎理論(lun)依據。鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)優越的(de)(de)(de)(de)(de)(de)材(cai)料性(xing)能預示著理論(lun)上(shang)它具備打破現有傳(chuan)統光(guang)伏(fu)格(ge)局的(de)(de)(de)(de)(de)(de)能力，目前科研(yan)領(ling)域正在關注單結鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)電池(chi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)換(huan)效率、穩(wen)定(ding)性(xing)和(he)降低鉛污染，有初創企業推(tui)出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)單結組件能量(liang)轉(zhuan)換(huan)效率已超過(guo)(guo)17%，接近多晶硅(gui)組件的(de)(de)(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)換(huan)效率，并且(qie)理論(lun)成(cheng)本更低。本研(yan)究工(gong)作針對傳(chuan)統三(san)維(wei)(wei)鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)光(guang)伏(fu)器(qi)(qi)件穩(wen)定(ding)性(xing)差的(de)(de)(de)(de)(de)(de)特(te)點，從成(cheng)膜機(ji)理上(shang)提(ti)出(chu)了(le)量(liang)子(zi)(zi)阱/三(san)維(wei)(wei)鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復(fu)合結構的(de)(de)(de)(de)(de)(de)有效調(diao)控手段，有望從根本上(shang)提(ti)高(gao)器(qi)(qi)件的(de)(de)(de)(de)(de)(de)使用壽命，降低器(qi)(qi)件的(de)(de)(de)(de)(de)(de)制備成(cheng)本，為工(gong)業化(hua)(hua)生高(gao)效穩(wen)定(ding)鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)太陽能電池(chi)提(ti)供了(le)新(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)技術途徑。

Advanced Materials是材(cai)料(liao)學(xue)科世界頂尖期刊，在國際(ji)材(cai)料(liao)領(ling)域享譽盛(sheng)名，當前(qian)影響因子27.39。該研究(jiu)工作受(shou)到(dao)國家(jia)自然科學(xue)基金委(wei)、深(shen)圳市科創委(wei)以及深(shen)圳職業技術(shu)學(xue)院的資助。

（霍夫曼先進材(cai)料研究院）