近日，我校(xiao)霍夫(fu)曼先進(jin)材料研(yan)究(jiu)院諾獎團隊在利用(yong)高能(neng)同步輻射(she)(she)對鈣(gai)鈦礦量子阱的(de)(de)(de)形(xing)(xing)成(cheng)機理研(yan)究(jiu)領(ling)域取得(de)重要進(jin)展：研(yan)究(jiu)團隊采用(yong)高能(neng)掠入射(she)(she)角X射(she)(she)線衍射(she)(she)實時表(biao)(biao)征了(le)在三維鈣(gai)鈦礦表(biao)(biao)面(mian)通過(guo)(guo)旋(xuan)涂長(chang)鏈有機銨鹽溶液法所制備鈣(gai)鈦礦量子阱形(xing)(xing)成(cheng)過(guo)(guo)程，明確了(le)與(yu)長(chang)鏈有機銨分子發(fa)(fa)生反(fan)應的(de)(de)(de)反(fan)應物；并通過(guo)(guo)追蹤反(fan)應產物在熱(re)退火前后的(de)(de)(de)晶體(ti)結構演(yan)變，探究(jiu)了(le)鈣(gai)鈦礦量子阱形(xing)(xing)成(cheng)過(guo)(guo)程的(de)(de)(de)具體(ti)路徑。這(zhe)一(yi)(yi)研(yan)究(jiu)成(cheng)果發(fa)(fa)表(biao)(biao)在材料領(ling)域國際頂尖期刊《先進(jin)材料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上(shang)，論文(wen)第(di)一(yi)(yi)作者為(wei)霍夫(fu)曼先進(jin)材料研(yan)究(jiu)院胡漢林副(fu)教授，深圳職業(ye)技術學院為(wei)論文(wen)第(di)一(yi)(yi)完成(cheng)單位。

有(you)機(ji)(ji)-無機(ji)(ji)雜(za)化鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)太(tai)陽能(neng)(neng)電(dian)池，因(yin)其優異的(de)(de)(de)(de)光電(dian)轉換效率（經(jing)認證的(de)(de)(de)(de)單結(jie)小面(mian)積有(you)機(ji)(ji)-無機(ji)(ji)雜(za)化鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)太(tai)陽能(neng)(neng)電(dian)池效率已達25.5%）、較低(di)的(de)(de)(de)(de)成本以及優良的(de)(de)(de)(de)力(li)學柔性等特點，在(zai)新能(neng)(neng)源(yuan)領域展現(xian)出了(le)巨大的(de)(de)(de)(de)應用前景。而基(ji)于(yu)ABX3傳統(tong)三維結(jie)構的(de)(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)材料(liao)由于(yu)自身的(de)(de)(de)(de)離子(zi)(zi)遷移，以及在(zai)外(wai)界(jie)光、熱、水等因(yin)素下很容(rong)易被破壞，面(mian)臨著長期穩定(ding)性差的(de)(de)(de)(de)問題，嚴重制約(yue)了(le)其實際應用。科學工(gong)作者創新地通過鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)修飾傳統(tong)的(de)(de)(de)(de)三維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)方法來(lai)制備具有(you)量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)/三維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)復(fu)合結(jie)構的(de)(de)(de)(de)太(tai)陽能(neng)(neng)電(dian)池，使得(de)所制備的(de)(de)(de)(de)器件(jian)具有(you)良好的(de)(de)(de)(de)耐輻(fu)照、耐高(gao)溫和耐濕度特性。現(xian)有(you)的(de)(de)(de)(de)報(bao)道主要集中(zhong)在(zai)器件(jian)的(de)(de)(de)(de)效率和穩定(ding)性，但對于(yu)量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)形(xing)成機(ji)(ji)理(li)(li)卻(que)鮮有(you)報(bao)道，尤其是對在(zai)不(bu)同條件(jian)下的(de)(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)生長機(ji)(ji)理(li)(li)并(bing)不(bu)清楚。

為此，我(wo)校研究(jiu)(jiu)團隊(dui)采用高能同步輻射(she)(she)(she)掠入(ru)射(she)(she)(she)角X射(she)(she)(she)線衍射(she)(she)(she)實時表(biao)征了(le)(le)在三(san)(san)維鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)表(biao)面通過旋涂長鏈有機(ji)銨鹽溶液(ye)法所制備鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)形成過程，在了(le)(le)解鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)生(sheng)長機(ji)理(li)(li)的(de)(de)前(qian)提(ti)(ti)下，研究(jiu)(jiu)了(le)(le)不(bu)同反應(ying)(ying)(ying)條件(jian)(jian)對(dui)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)相純度和取向(xiang)有序性產(chan)生(sheng)影(ying)響。該(gai)項成果從化學反應(ying)(ying)(ying)的(de)(de)機(ji)理(li)(li)上確定(ding)(ding)(ding)了(le)(le)與(yu)(yu)長鏈分子(zi)反應(ying)(ying)(ying)的(de)(de)反應(ying)(ying)(ying)物(wu)，明(ming)確了(le)(le)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)形成機(ji)理(li)(li)，探究(jiu)(jiu)了(le)(le)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)調控與(yu)(yu)器件(jian)(jian)效(xiao)率以及穩定(ding)(ding)(ding)性的(de)(de)本(ben)(ben)質聯系，并指出(chu)了(le)(le)有效(xiao)的(de)(de)調控手段(duan)，建立了(le)(le)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)/三(san)(san)維鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)復合結(jie)構薄膜最基礎理(li)(li)論依據。鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)優越的(de)(de)材料(liao)性能預示著理(li)(li)論上它具備打破現有傳統光伏(fu)格(ge)局(ju)的(de)(de)能力，目前(qian)科研領域正(zheng)在關注單結(jie)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)電池的(de)(de)轉換效(xiao)率、穩定(ding)(ding)(ding)性和降低鉛(qian)污染，有初創(chuang)企業推(tui)出(chu)的(de)(de)單結(jie)組件(jian)(jian)能量(liang)(liang)轉換效(xiao)率已超過17%，接近多晶硅組件(jian)(jian)的(de)(de)轉換效(xiao)率，并且(qie)理(li)(li)論成本(ben)(ben)更低。本(ben)(ben)研究(jiu)(jiu)工(gong)作針對(dui)傳統三(san)(san)維鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)光伏(fu)器件(jian)(jian)穩定(ding)(ding)(ding)性差的(de)(de)特點(dian)，從成膜機(ji)理(li)(li)上提(ti)(ti)出(chu)了(le)(le)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)/三(san)(san)維鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)復合結(jie)構的(de)(de)有效(xiao)調控手段(duan)，有望從根本(ben)(ben)上提(ti)(ti)高器件(jian)(jian)的(de)(de)使用壽命，降低器件(jian)(jian)的(de)(de)制備成本(ben)(ben)，為工(gong)業化生(sheng)高效(xiao)穩定(ding)(ding)(ding)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)太陽能電池提(ti)(ti)供了(le)(le)新的(de)(de)技術途徑(jing)。

Advanced Materials是(shi)材(cai)料學科世界頂尖期刊，在國(guo)際材(cai)料領(ling)域享(xiang)譽盛名(ming)，當前影響因子27.39。該研(yan)究(jiu)工作受到國(guo)家自然科學基金委、深圳市(shi)科創委以(yi)及深圳職業(ye)技術(shu)學院(yuan)的資(zi)助(zhu)。

（霍夫曼(man)先(xian)進材料研究院）