近日，我校(xiao)霍夫曼先(xian)(xian)進(jin)(jin)(jin)材(cai)料(liao)研究(jiu)院(yuan)諾獎團隊在(zai)利用(yong)高(gao)能(neng)同步輻射對(dui)鈣鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子阱的(de)形(xing)成機(ji)理研究(jiu)領域取得重要進(jin)(jin)(jin)展：研究(jiu)團隊采(cai)用(yong)高(gao)能(neng)掠入射角X射線(xian)衍射實時表(biao)征了(le)在(zai)三維鈣鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)表(biao)面通(tong)過旋涂長鏈(lian)有機(ji)銨(an)(an)鹽溶液法所(suo)制備鈣鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子阱形(xing)成過程，明(ming)確(que)了(le)與長鏈(lian)有機(ji)銨(an)(an)分子發生反應(ying)的(de)反應(ying)物；并通(tong)過追蹤反應(ying)產物在(zai)熱退火前后的(de)晶體結構演變，探究(jiu)了(le)鈣鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子阱形(xing)成過程的(de)具體路徑。這一研究(jiu)成果(guo)發表(biao)在(zai)材(cai)料(liao)領域國際頂尖期刊《先(xian)(xian)進(jin)(jin)(jin)材(cai)料(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上(shang)，論文第一作者為(wei)霍夫曼先(xian)(xian)進(jin)(jin)(jin)材(cai)料(liao)研究(jiu)院(yuan)胡(hu)漢林(lin)副教授，深圳職業技術學(xue)院(yuan)為(wei)論文第一完成單位。

有(you)機(ji)-無機(ji)雜化(hua)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)太(tai)陽(yang)能電池(chi)，因其優異的光電轉換效率(lv)（經認證(zheng)的單結(jie)小面積有(you)機(ji)-無機(ji)雜化(hua)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)太(tai)陽(yang)能電池(chi)效率(lv)已(yi)達25.5%）、較低的成(cheng)本(ben)以(yi)及(ji)優良的力學柔性(xing)(xing)等特點，在(zai)新能源領域(yu)展(zhan)現出(chu)了巨大的應(ying)用前景。而基(ji)于ABX3傳(chuan)統三(san)維(wei)結(jie)構(gou)的鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)材料由于自身的離子(zi)(zi)遷(qian)移，以(yi)及(ji)在(zai)外界(jie)光、熱、水等因素下很容易被破壞，面臨著長(chang)期穩定性(xing)(xing)差的問題(ti)，嚴重(zhong)制(zhi)約了其實際應(ying)用。科(ke)學工作(zuo)者(zhe)創(chuang)新地(di)通過鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱修飾傳(chuan)統的三(san)維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)方法來制(zhi)備具有(you)量(liang)子(zi)(zi)阱/三(san)維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)復合結(jie)構(gou)的太(tai)陽(yang)能電池(chi)，使得(de)所制(zhi)備的器件(jian)具有(you)良好的耐(nai)(nai)輻(fu)照(zhao)、耐(nai)(nai)高溫和耐(nai)(nai)濕度特性(xing)(xing)。現有(you)的報道(dao)(dao)主(zhu)要集中在(zai)器件(jian)的效率(lv)和穩定性(xing)(xing)，但對(dui)于量(liang)子(zi)(zi)阱的形成(cheng)機(ji)理(li)卻(que)鮮有(you)報道(dao)(dao)，尤其是對(dui)在(zai)不同條件(jian)下的鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱生長(chang)機(ji)理(li)并(bing)不清楚。

為此，我校研(yan)究(jiu)團隊(dui)采(cai)用(yong)高(gao)能(neng)(neng)(neng)同(tong)步輻(fu)射(she)(she)掠入射(she)(she)角X射(she)(she)線衍射(she)(she)實時表(biao)征(zheng)了(le)在三(san)(san)維鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)表(biao)面(mian)通過旋(xuan)涂長鏈有(you)機銨(an)鹽溶(rong)液(ye)法所(suo)制備(bei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)(jing)形(xing)成過程，在了(le)解鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)生(sheng)長機理的(de)(de)(de)(de)前提下，研(yan)究(jiu)了(le)不同(tong)反(fan)(fan)應(ying)條件對(dui)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)相(xiang)純度和取向有(you)序性產(chan)生(sheng)影響。該(gai)項(xiang)成果(guo)從(cong)化學反(fan)(fan)應(ying)的(de)(de)(de)(de)機理上(shang)確定(ding)了(le)與長鏈分子(zi)(zi)(zi)反(fan)(fan)應(ying)的(de)(de)(de)(de)反(fan)(fan)應(ying)物，明確了(le)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)形(xing)成機理，探究(jiu)了(le)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)調控(kong)(kong)與器(qi)(qi)件效(xiao)(xiao)(xiao)率以(yi)及穩定(ding)性的(de)(de)(de)(de)本質聯(lian)系，并指出了(le)有(you)效(xiao)(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)(de)調控(kong)(kong)手段，建(jian)立了(le)量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)(jing)/三(san)(san)維鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復合結(jie)構(gou)薄膜最(zui)基礎(chu)理論依據。鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)優越的(de)(de)(de)(de)材料性能(neng)(neng)(neng)預(yu)示著理論上(shang)它具備(bei)打破現有(you)傳(chuan)(chuan)統光伏格局的(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)力，目(mu)前科研(yan)領域正在關注單結(jie)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)電(dian)池的(de)(de)(de)(de)轉換(huan)效(xiao)(xiao)(xiao)率、穩定(ding)性和降(jiang)低(di)鉛污染，有(you)初(chu)創企業推出的(de)(de)(de)(de)單結(jie)組件能(neng)(neng)(neng)量(liang)轉換(huan)效(xiao)(xiao)(xiao)率已(yi)超過17%，接近(jin)多晶(jing)硅組件的(de)(de)(de)(de)轉換(huan)效(xiao)(xiao)(xiao)率，并且理論成本更低(di)。本研(yan)究(jiu)工(gong)作針對(dui)傳(chuan)(chuan)統三(san)(san)維鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)光伏器(qi)(qi)件穩定(ding)性差的(de)(de)(de)(de)特點，從(cong)成膜機理上(shang)提出了(le)量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)(jing)/三(san)(san)維鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復合結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)(de)有(you)效(xiao)(xiao)(xiao)調控(kong)(kong)手段，有(you)望從(cong)根本上(shang)提高(gao)器(qi)(qi)件的(de)(de)(de)(de)使用(yong)壽命(ming)，降(jiang)低(di)器(qi)(qi)件的(de)(de)(de)(de)制備(bei)成本，為工(gong)業化生(sheng)高(gao)效(xiao)(xiao)(xiao)穩定(ding)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)太陽(yang)能(neng)(neng)(neng)電(dian)池提供了(le)新(xin)的(de)(de)(de)(de)技術途徑。

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，當前影響因子(zi)27.39。該研究工作受到國家自然科(ke)學基金委(wei)、深圳市科(ke)創委(wei)以及深圳職業技術學院的資助。

（霍夫(fu)曼先進材料研究院(yuan)）