近日，我校霍夫(fu)曼(man)先(xian)進(jin)材(cai)(cai)料(liao)研(yan)究(jiu)院(yuan)諾獎團(tuan)隊在(zai)利用高(gao)能(neng)同步輻射對鈣鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量子阱的(de)形成機(ji)理(li)研(yan)究(jiu)領(ling)域取得重(zhong)要進(jin)展：研(yan)究(jiu)團(tuan)隊采用高(gao)能(neng)掠入(ru)射角X射線衍射實時(shi)表征了(le)在(zai)三維鈣鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)表面(mian)通(tong)過(guo)旋涂長鏈有(you)機(ji)銨(an)(an)鹽(yan)溶液法所制備鈣鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量子阱形成過(guo)程，明確(que)了(le)與長鏈有(you)機(ji)銨(an)(an)分子發(fa)生反(fan)應(ying)的(de)反(fan)應(ying)物；并通(tong)過(guo)追(zhui)蹤反(fan)應(ying)產物在(zai)熱退火(huo)前后的(de)晶體(ti)結構演(yan)變，探究(jiu)了(le)鈣鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量子阱形成過(guo)程的(de)具體(ti)路徑。這一研(yan)究(jiu)成果(guo)發(fa)表在(zai)材(cai)(cai)料(liao)領(ling)域國際頂(ding)尖期刊(kan)《先(xian)進(jin)材(cai)(cai)料(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論(lun)文(wen)第(di)一作者為霍夫(fu)曼(man)先(xian)進(jin)材(cai)(cai)料(liao)研(yan)究(jiu)院(yuan)胡漢林副教授，深(shen)圳職業技術學院(yuan)為論(lun)文(wen)第(di)一完(wan)成單位。

有(you)(you)(you)機(ji)-無(wu)機(ji)雜化(hua)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太(tai)陽(yang)能電(dian)池(chi)，因其優異的光電(dian)轉(zhuan)換效(xiao)(xiao)率（經(jing)認證(zheng)的單結(jie)小面積有(you)(you)(you)機(ji)-無(wu)機(ji)雜化(hua)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太(tai)陽(yang)能電(dian)池(chi)效(xiao)(xiao)率已達25.5%）、較低的成(cheng)本以(yi)及(ji)優良的力學(xue)柔性(xing)等特(te)點，在新能源領域展現出了(le)巨大的應用前景。而基(ji)于ABX3傳統(tong)三(san)維(wei)結(jie)構(gou)的鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)材料由于自(zi)身(shen)的離子(zi)遷移，以(yi)及(ji)在外界光、熱、水等因素下(xia)很(hen)容易被破壞，面臨著長(chang)期穩定性(xing)差的問題，嚴重制約了(le)其實際應用。科學(xue)工作者創新地通過鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)修飾傳統(tong)的三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)方(fang)法來(lai)制備具(ju)有(you)(you)(you)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)/三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復合結(jie)構(gou)的太(tai)陽(yang)能電(dian)池(chi)，使(shi)得所制備的器(qi)(qi)件具(ju)有(you)(you)(you)良好(hao)的耐輻照(zhao)、耐高溫和(he)耐濕度特(te)性(xing)。現有(you)(you)(you)的報(bao)道主(zhu)要集中在器(qi)(qi)件的效(xiao)(xiao)率和(he)穩定性(xing)，但對于量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)的形成(cheng)機(ji)理(li)卻鮮有(you)(you)(you)報(bao)道，尤其是對在不同條件下(xia)的鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)生長(chang)機(ji)理(li)并不清楚。

為此，我校研(yan)究(jiu)團隊采用高(gao)(gao)能(neng)同步輻射掠入射角X射線衍射實時表征了(le)(le)在(zai)三(san)維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)表面通過(guo)旋涂長鏈有(you)機銨鹽溶液法(fa)所制(zhi)備鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)形成(cheng)(cheng)過(guo)程，在(zai)了(le)(le)解鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)生(sheng)(sheng)長機理(li)(li)的(de)(de)前提(ti)(ti)下，研(yan)究(jiu)了(le)(le)不同反(fan)應(ying)條件對鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)相純度和(he)取向有(you)序性(xing)產生(sheng)(sheng)影響(xiang)。該項成(cheng)(cheng)果從(cong)化(hua)學反(fan)應(ying)的(de)(de)機理(li)(li)上(shang)確(que)定(ding)了(le)(le)與長鏈分子(zi)反(fan)應(ying)的(de)(de)反(fan)應(ying)物，明確(que)了(le)(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)形成(cheng)(cheng)機理(li)(li)，探究(jiu)了(le)(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)調控(kong)與器件效(xiao)率(lv)以(yi)及穩定(ding)性(xing)的(de)(de)本(ben)(ben)(ben)質(zhi)聯系，并指出了(le)(le)有(you)效(xiao)的(de)(de)調控(kong)手段(duan)，建(jian)立了(le)(le)量(liang)子(zi)阱(jing)/三(san)維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復(fu)合(he)結(jie)(jie)構(gou)薄膜最基礎(chu)理(li)(li)論(lun)依據。鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)優越的(de)(de)材料性(xing)能(neng)預(yu)示著理(li)(li)論(lun)上(shang)它(ta)具備打破(po)現有(you)傳(chuan)統光伏格(ge)局的(de)(de)能(neng)力，目(mu)前科(ke)研(yan)領域正在(zai)關注單結(jie)(jie)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)電池的(de)(de)轉(zhuan)換(huan)(huan)效(xiao)率(lv)、穩定(ding)性(xing)和(he)降低鉛污染，有(you)初創企業(ye)推出的(de)(de)單結(jie)(jie)組件能(neng)量(liang)轉(zhuan)換(huan)(huan)效(xiao)率(lv)已超過(guo)17%，接(jie)近多晶硅組件的(de)(de)轉(zhuan)換(huan)(huan)效(xiao)率(lv)，并且理(li)(li)論(lun)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)更(geng)低。本(ben)(ben)(ben)研(yan)究(jiu)工作針對傳(chuan)統三(san)維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)光伏器件穩定(ding)性(xing)差的(de)(de)特(te)點，從(cong)成(cheng)(cheng)膜機理(li)(li)上(shang)提(ti)(ti)出了(le)(le)量(liang)子(zi)阱(jing)/三(san)維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復(fu)合(he)結(jie)(jie)構(gou)的(de)(de)有(you)效(xiao)調控(kong)手段(duan)，有(you)望從(cong)根本(ben)(ben)(ben)上(shang)提(ti)(ti)高(gao)(gao)器件的(de)(de)使用壽命，降低器件的(de)(de)制(zhi)備成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)，為工業(ye)化(hua)生(sheng)(sheng)高(gao)(gao)效(xiao)穩定(ding)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)太陽(yang)能(neng)電池提(ti)(ti)供(gong)了(le)(le)新的(de)(de)技術途徑。

Advanced Materials是材料學科(ke)世(shi)界頂尖期刊，在(zai)國(guo)際材料領(ling)域(yu)享譽盛名，當前影響因子27.39。該研究(jiu)工作受到國(guo)家(jia)自然科(ke)學基金委、深(shen)(shen)圳市科(ke)創委以(yi)及深(shen)(shen)圳職業技(ji)術學院的資助(zhu)。

（霍夫(fu)曼先進材料研究院）