近日，我校霍夫(fu)曼先(xian)進材(cai)料(liao)(liao)研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)院諾獎團隊在(zai)(zai)利用高(gao)能(neng)同步輻射對鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦量子(zi)阱(jing)的形(xing)成(cheng)(cheng)機(ji)理研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)領域取得(de)重要進展：研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)團隊采用高(gao)能(neng)掠(lve)入射角X射線衍(yan)射實(shi)時(shi)表(biao)征(zheng)了(le)在(zai)(zai)三維鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦表(biao)面通(tong)(tong)過旋涂長鏈有機(ji)銨鹽溶(rong)液法所制備鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦量子(zi)阱(jing)形(xing)成(cheng)(cheng)過程(cheng)，明確了(le)與(yu)長鏈有機(ji)銨分子(zi)發(fa)生反應(ying)的反應(ying)物(wu)；并通(tong)(tong)過追蹤反應(ying)產物(wu)在(zai)(zai)熱(re)退(tui)火前后的晶體結(jie)構演變，探究(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)了(le)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦量子(zi)阱(jing)形(xing)成(cheng)(cheng)過程(cheng)的具體路徑。這一研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)成(cheng)(cheng)果發(fa)表(biao)在(zai)(zai)材(cai)料(liao)(liao)領域國際頂(ding)尖期刊《先(xian)進材(cai)料(liao)(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文第一作者為霍夫(fu)曼先(xian)進材(cai)料(liao)(liao)研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)院胡漢林副教授，深圳職業技(ji)術(shu)學院為論文第一完成(cheng)(cheng)單(dan)位。

有(you)機(ji)(ji)-無機(ji)(ji)雜(za)化鈣鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太陽(yang)能(neng)電(dian)池，因其優異的(de)(de)(de)(de)光(guang)電(dian)轉換效(xiao)率(lv)（經認證的(de)(de)(de)(de)單結(jie)小面積有(you)機(ji)(ji)-無機(ji)(ji)雜(za)化鈣鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太陽(yang)能(neng)電(dian)池效(xiao)率(lv)已達25.5%）、較低的(de)(de)(de)(de)成本以及(ji)優良(liang)的(de)(de)(de)(de)力學柔性等(deng)特點，在新(xin)能(neng)源領域展(zhan)現出了巨大的(de)(de)(de)(de)應用前景。而基于ABX3傳統三(san)維(wei)結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)(de)鈣鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)材料由于自身的(de)(de)(de)(de)離(li)子(zi)遷移，以及(ji)在外界(jie)光(guang)、熱、水等(deng)因素下很(hen)容易被(bei)破壞，面臨著長期穩定性差的(de)(de)(de)(de)問(wen)題，嚴(yan)重制約(yue)了其實際(ji)應用。科學工作者(zhe)創新(xin)地通過鈣鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)修飾傳統的(de)(de)(de)(de)三(san)維(wei)鈣鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)方(fang)法(fa)來(lai)制備具(ju)有(you)量子(zi)阱(jing)/三(san)維(wei)鈣鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復合結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)(de)太陽(yang)能(neng)電(dian)池，使得所(suo)制備的(de)(de)(de)(de)器(qi)件具(ju)有(you)良(liang)好的(de)(de)(de)(de)耐(nai)輻照(zhao)、耐(nai)高溫和(he)耐(nai)濕(shi)度特性。現有(you)的(de)(de)(de)(de)報道(dao)主要集中(zhong)在器(qi)件的(de)(de)(de)(de)效(xiao)率(lv)和(he)穩定性，但對(dui)于量子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)形成機(ji)(ji)理(li)卻鮮有(you)報道(dao)，尤其是對(dui)在不同(tong)條件下的(de)(de)(de)(de)鈣鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)生長機(ji)(ji)理(li)并不清楚。

為(wei)此，我(wo)校研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)團隊采用(yong)高(gao)能同(tong)步(bu)輻射(she)(she)掠入射(she)(she)角X射(she)(she)線衍射(she)(she)實時表征了(le)(le)在三(san)維鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)表面(mian)通過旋涂長(chang)鏈有(you)(you)機(ji)(ji)銨鹽溶液(ye)法所制備鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量子(zi)(zi)阱形(xing)成過程，在了(le)(le)解鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)生長(chang)機(ji)(ji)理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)前(qian)(qian)提(ti)下，研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)了(le)(le)不同(tong)反(fan)應條件對鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量子(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)純度和取(qu)向有(you)(you)序性(xing)產生影響。該項成果從化學(xue)反(fan)應的(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)(ji)理(li)上確定(ding)(ding)(ding)了(le)(le)與長(chang)鏈分子(zi)(zi)反(fan)應的(de)(de)(de)(de)(de)反(fan)應物，明確了(le)(le)鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量子(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)成機(ji)(ji)理(li)，探究(jiu)(jiu)了(le)(le)鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量子(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)(de)(de)調控與器件效(xiao)率以及穩(wen)(wen)定(ding)(ding)(ding)性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)本(ben)質聯系(xi)，并指出了(le)(le)有(you)(you)效(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)調控手段(duan)，建立了(le)(le)量子(zi)(zi)阱/三(san)維鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復合結(jie)(jie)構(gou)薄膜最基(ji)礎理(li)論(lun)依據。鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)優越的(de)(de)(de)(de)(de)材料性(xing)能預(yu)示著理(li)論(lun)上它具備打破現有(you)(you)傳統(tong)(tong)光(guang)伏格局的(de)(de)(de)(de)(de)能力，目前(qian)(qian)科研(yan)(yan)領域正在關注(zhu)單(dan)結(jie)(jie)鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)電池的(de)(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)換(huan)效(xiao)率、穩(wen)(wen)定(ding)(ding)(ding)性(xing)和降低鉛污染，有(you)(you)初創(chuang)企業推出的(de)(de)(de)(de)(de)單(dan)結(jie)(jie)組(zu)件能量轉(zhuan)(zhuan)換(huan)效(xiao)率已超過17%，接近(jin)多(duo)晶硅(gui)組(zu)件的(de)(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)換(huan)效(xiao)率，并且理(li)論(lun)成本(ben)更(geng)低。本(ben)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)工作針對傳統(tong)(tong)三(san)維鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)光(guang)伏器件穩(wen)(wen)定(ding)(ding)(ding)性(xing)差的(de)(de)(de)(de)(de)特點，從成膜機(ji)(ji)理(li)上提(ti)出了(le)(le)量子(zi)(zi)阱/三(san)維鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復合結(jie)(jie)構(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)有(you)(you)效(xiao)調控手段(duan)，有(you)(you)望從根本(ben)上提(ti)高(gao)器件的(de)(de)(de)(de)(de)使用(yong)壽命(ming)，降低器件的(de)(de)(de)(de)(de)制備成本(ben)，為(wei)工業化生高(gao)效(xiao)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)(ding)鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)太陽能電池提(ti)供了(le)(le)新(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)技(ji)術途徑。

Advanced Materials是材料(liao)學科世(shi)界頂(ding)尖期刊，在(zai)國際(ji)材料(liao)領域享(xiang)譽盛名(ming)，當前影響因(yin)子(zi)27.39。該(gai)研究(jiu)工作受到國家自然(ran)科學基(ji)金委(wei)(wei)、深圳(zhen)市科創委(wei)(wei)以及深圳(zhen)職業技術學院的資助(zhu)。

（霍夫曼先進材料研究院）