近日(ri)，我校(xiao)霍(huo)夫曼先進(jin)材(cai)料研(yan)究(jiu)院(yuan)諾獎團隊(dui)在利用高能同步輻射(she)對(dui)鈣(gai)鈦礦量(liang)子阱的形成(cheng)(cheng)(cheng)機理研(yan)究(jiu)領域(yu)取得重要(yao)進(jin)展：研(yan)究(jiu)團隊(dui)采用高能掠入(ru)射(she)角X射(she)線衍射(she)實時(shi)表征了在三維鈣(gai)鈦礦表面(mian)通過旋涂長(chang)鏈(lian)有機銨鹽溶液法所(suo)制(zhi)備(bei)鈣(gai)鈦礦量(liang)子阱形成(cheng)(cheng)(cheng)過程，明確了與長(chang)鏈(lian)有機銨分子發生反(fan)(fan)應(ying)的反(fan)(fan)應(ying)物；并(bing)通過追蹤反(fan)(fan)應(ying)產(chan)物在熱退火前后的晶(jing)體(ti)(ti)結構演變，探究(jiu)了鈣(gai)鈦礦量(liang)子阱形成(cheng)(cheng)(cheng)過程的具體(ti)(ti)路徑。這(zhe)一(yi)研(yan)究(jiu)成(cheng)(cheng)(cheng)果發表在材(cai)料領域(yu)國際頂尖期刊《先進(jin)材(cai)料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論(lun)文(wen)第一(yi)作者為(wei)霍(huo)夫曼先進(jin)材(cai)料研(yan)究(jiu)院(yuan)胡漢林(lin)副教(jiao)授，深圳(zhen)職業(ye)技術學(xue)院(yuan)為(wei)論(lun)文(wen)第一(yi)完成(cheng)(cheng)(cheng)單(dan)位。

有機(ji)-無(wu)機(ji)雜化(hua)鈣鈦(tai)礦(kuang)太陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)，因其(qi)優異的(de)(de)光(guang)電(dian)轉換效(xiao)率（經(jing)認證的(de)(de)單(dan)結(jie)(jie)小(xiao)面積有機(ji)-無(wu)機(ji)雜化(hua)鈣鈦(tai)礦(kuang)太陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)效(xiao)率已達25.5%）、較低的(de)(de)成(cheng)本(ben)以及(ji)(ji)優良的(de)(de)力學(xue)柔(rou)性(xing)等特(te)點，在新能(neng)源領域展現出了巨大的(de)(de)應(ying)用前(qian)景(jing)。而基于(yu)ABX3傳統三維(wei)結(jie)(jie)構的(de)(de)鈣鈦(tai)礦(kuang)材(cai)料(liao)由于(yu)自身的(de)(de)離子遷移(yi)，以及(ji)(ji)在外(wai)界(jie)光(guang)、熱、水(shui)等因素(su)下很(hen)容易被破壞，面臨著長(chang)期穩定性(xing)差的(de)(de)問題，嚴重制(zhi)約了其(qi)實(shi)際應(ying)用。科學(xue)工(gong)作者創新地通過鈣鈦(tai)礦(kuang)量(liang)子阱修飾傳統的(de)(de)三維(wei)鈣鈦(tai)礦(kuang)方法來制(zhi)備(bei)具有量(liang)子阱/三維(wei)鈣鈦(tai)礦(kuang)復合結(jie)(jie)構的(de)(de)太陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)，使得所制(zhi)備(bei)的(de)(de)器件具有良好的(de)(de)耐(nai)(nai)輻照、耐(nai)(nai)高(gao)溫(wen)和耐(nai)(nai)濕度(du)特(te)性(xing)。現有的(de)(de)報道(dao)主要(yao)集(ji)中(zhong)在器件的(de)(de)效(xiao)率和穩定性(xing)，但對于(yu)量(liang)子阱的(de)(de)形(xing)成(cheng)機(ji)理卻鮮有報道(dao)，尤其(qi)是(shi)對在不(bu)(bu)同條件下的(de)(de)鈣鈦(tai)礦(kuang)量(liang)子阱生(sheng)長(chang)機(ji)理并不(bu)(bu)清楚。

為此(ci)，我(wo)校研究(jiu)團(tuan)隊(dui)采(cai)用(yong)高能(neng)同步輻射掠入射角X射線衍射實時表(biao)(biao)征了(le)(le)在三(san)維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)表(biao)(biao)面通過(guo)旋涂長(chang)鏈有(you)機銨鹽溶(rong)液法所制備(bei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量子(zi)(zi)阱(jing)形成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)過(guo)程，在了(le)(le)解(jie)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)生長(chang)機理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)前提(ti)(ti)下，研究(jiu)了(le)(le)不(bu)同反(fan)(fan)應條(tiao)件(jian)(jian)對鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量子(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)純(chun)度和(he)取向有(you)序性產生影響。該項成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)果從化學反(fan)(fan)應的(de)(de)(de)(de)(de)機理(li)上確定(ding)(ding)了(le)(le)與長(chang)鏈分子(zi)(zi)反(fan)(fan)應的(de)(de)(de)(de)(de)反(fan)(fan)應物，明(ming)確了(le)(le)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量子(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)形成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)機理(li)，探究(jiu)了(le)(le)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量子(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)調(diao)控(kong)與器(qi)件(jian)(jian)效(xiao)(xiao)率(lv)以(yi)及穩定(ding)(ding)性的(de)(de)(de)(de)(de)本(ben)(ben)質聯系，并指出(chu)了(le)(le)有(you)效(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)調(diao)控(kong)手段，建(jian)立了(le)(le)量子(zi)(zi)阱(jing)/三(san)維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)復合結(jie)構薄膜最基礎理(li)論依據。鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)優越(yue)的(de)(de)(de)(de)(de)材料性能(neng)預示(shi)著理(li)論上它具備(bei)打破現有(you)傳統(tong)光伏(fu)格局的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)力(li)，目前科研領(ling)域正在關注單結(jie)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)電(dian)池(chi)的(de)(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)(xiao)率(lv)、穩定(ding)(ding)性和(he)降(jiang)低鉛污染，有(you)初創企業推出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)單結(jie)組(zu)件(jian)(jian)能(neng)量轉(zhuan)換(huan)效(xiao)(xiao)率(lv)已超(chao)過(guo)17%，接近多晶硅組(zu)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)(xiao)率(lv)，并且理(li)論成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)更(geng)低。本(ben)(ben)研究(jiu)工作針對傳統(tong)三(san)維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)光伏(fu)器(qi)件(jian)(jian)穩定(ding)(ding)性差的(de)(de)(de)(de)(de)特(te)點，從成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)膜機理(li)上提(ti)(ti)出(chu)了(le)(le)量子(zi)(zi)阱(jing)/三(san)維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)復合結(jie)構的(de)(de)(de)(de)(de)有(you)效(xiao)(xiao)調(diao)控(kong)手段，有(you)望(wang)從根(gen)本(ben)(ben)上提(ti)(ti)高器(qi)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)使用(yong)壽命，降(jiang)低器(qi)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)制備(bei)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)，為工業化生高效(xiao)(xiao)穩定(ding)(ding)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)太陽能(neng)電(dian)池(chi)提(ti)(ti)供了(le)(le)新的(de)(de)(de)(de)(de)技術途徑。

Advanced Materials是(shi)材料(liao)學(xue)科世界頂尖期刊(kan)，在(zai)國際材料(liao)領域享譽盛名，當前影響因(yin)子27.39。該(gai)研(yan)究工作受(shou)到國家自然科學(xue)基(ji)金委、深圳市科創委以及深圳職業技術學(xue)院的(de)資(zi)助(zhu)。

（霍夫(fu)曼先進材料研(yan)究(jiu)院(yuan)）