近日，我校(xiao)霍夫曼先(xian)進材(cai)料研(yan)究院(yuan)(yuan)諾獎團(tuan)隊在(zai)利(li)用高(gao)能同(tong)步輻射(she)(she)(she)對鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)形成機(ji)理研(yan)究領域取(qu)得重要進展：研(yan)究團(tuan)隊采用高(gao)能掠入射(she)(she)(she)角(jiao)X射(she)(she)(she)線衍射(she)(she)(she)實時表(biao)征了(le)在(zai)三維鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦表(biao)面通(tong)(tong)過旋涂(tu)長鏈有機(ji)銨鹽溶液法所(suo)制備鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)形成過程，明確了(le)與長鏈有機(ji)銨分子(zi)(zi)發生反(fan)應的(de)(de)反(fan)應物(wu)；并通(tong)(tong)過追蹤反(fan)應產物(wu)在(zai)熱退火前后(hou)的(de)(de)晶體結(jie)構演變，探究了(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)形成過程的(de)(de)具體路徑。這一(yi)研(yan)究成果(guo)發表(biao)在(zai)材(cai)料領域國(guo)際頂(ding)尖期(qi)刊《先(xian)進材(cai)料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論(lun)文第一(yi)作者(zhe)為(wei)霍夫曼先(xian)進材(cai)料研(yan)究院(yuan)(yuan)胡漢(han)林副(fu)教授(shou)，深圳(zhen)職業技術(shu)學(xue)院(yuan)(yuan)為(wei)論(lun)文第一(yi)完成單位。

有(you)(you)(you)(you)機(ji)(ji)(ji)-無(wu)(wu)機(ji)(ji)(ji)雜化(hua)(hua)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦太(tai)(tai)(tai)陽能(neng)(neng)電池，因其優異的(de)(de)光電轉換效率(lv)(lv)（經認證的(de)(de)單結(jie)小面積有(you)(you)(you)(you)機(ji)(ji)(ji)-無(wu)(wu)機(ji)(ji)(ji)雜化(hua)(hua)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦太(tai)(tai)(tai)陽能(neng)(neng)電池效率(lv)(lv)已達25.5%）、較低的(de)(de)成本以(yi)及優良的(de)(de)力學柔(rou)性(xing)等特(te)點，在(zai)新(xin)能(neng)(neng)源(yuan)領域展(zhan)現(xian)出了巨大的(de)(de)應用前景。而基于ABX3傳(chuan)統三(san)維(wei)結(jie)構的(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦材料由(you)于自(zi)身(shen)的(de)(de)離(li)子遷移，以(yi)及在(zai)外界(jie)光、熱、水(shui)等因素下很容易被破壞，面臨著長(chang)(chang)期穩定性(xing)差(cha)的(de)(de)問題(ti)，嚴重制約(yue)了其實際應用。科學工(gong)作者創新(xin)地通過鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦量(liang)子阱(jing)(jing)修(xiu)飾(shi)傳(chuan)統的(de)(de)三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦方法(fa)來制備具有(you)(you)(you)(you)量(liang)子阱(jing)(jing)/三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦復合結(jie)構的(de)(de)太(tai)(tai)(tai)陽能(neng)(neng)電池，使得所制備的(de)(de)器(qi)件(jian)具有(you)(you)(you)(you)良好(hao)的(de)(de)耐輻照、耐高溫和耐濕度特(te)性(xing)。現(xian)有(you)(you)(you)(you)的(de)(de)報道(dao)主要集中在(zai)器(qi)件(jian)的(de)(de)效率(lv)(lv)和穩定性(xing)，但對(dui)于量(liang)子阱(jing)(jing)的(de)(de)形成機(ji)(ji)(ji)理卻鮮有(you)(you)(you)(you)報道(dao)，尤其是對(dui)在(zai)不(bu)同條(tiao)件(jian)下的(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦量(liang)子阱(jing)(jing)生長(chang)(chang)機(ji)(ji)(ji)理并不(bu)清楚。

為此，我校研究(jiu)(jiu)團(tuan)隊采用高(gao)能(neng)(neng)同步輻射(she)掠入射(she)角X射(she)線衍射(she)實時表征了(le)(le)(le)(le)在(zai)三(san)維(wei)(wei)鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)表面通過(guo)旋涂(tu)長鏈有(you)機(ji)銨鹽溶液法所制備鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)形成(cheng)過(guo)程，在(zai)了(le)(le)(le)(le)解鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)生長機(ji)理的(de)前(qian)提下，研究(jiu)(jiu)了(le)(le)(le)(le)不同反應(ying)條件(jian)對鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)的(de)相純(chun)度(du)和取向有(you)序(xu)性(xing)(xing)(xing)(xing)產生影響。該項成(cheng)果從化學反應(ying)的(de)機(ji)理上(shang)確定(ding)(ding)了(le)(le)(le)(le)與長鏈分子(zi)(zi)反應(ying)的(de)反應(ying)物，明確了(le)(le)(le)(le)鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)的(de)形成(cheng)機(ji)理，探究(jiu)(jiu)了(le)(le)(le)(le)鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)的(de)調(diao)控與器件(jian)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)以及穩(wen)(wen)定(ding)(ding)性(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)本(ben)質聯系，并(bing)指出了(le)(le)(le)(le)有(you)效(xiao)(xiao)的(de)調(diao)控手(shou)段(duan)，建立了(le)(le)(le)(le)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)/三(san)維(wei)(wei)鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)復(fu)合結(jie)構(gou)薄膜最基礎理論(lun)依(yi)據。鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)優(you)越的(de)材料性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)預示著理論(lun)上(shang)它具備打破現(xian)有(you)傳統(tong)光伏(fu)格局的(de)能(neng)(neng)力，目(mu)前(qian)科研領(ling)域正在(zai)關注單結(jie)鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)電池(chi)的(de)轉換效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)、穩(wen)(wen)定(ding)(ding)性(xing)(xing)(xing)(xing)和降低鉛(qian)污染，有(you)初創(chuang)企業推出的(de)單結(jie)組件(jian)能(neng)(neng)量(liang)(liang)轉換效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)已超過(guo)17%，接近(jin)多晶硅組件(jian)的(de)轉換效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)，并(bing)且理論(lun)成(cheng)本(ben)更(geng)低。本(ben)研究(jiu)(jiu)工作針對傳統(tong)三(san)維(wei)(wei)鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)光伏(fu)器件(jian)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)性(xing)(xing)(xing)(xing)差的(de)特(te)點，從成(cheng)膜機(ji)理上(shang)提出了(le)(le)(le)(le)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)/三(san)維(wei)(wei)鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)復(fu)合結(jie)構(gou)的(de)有(you)效(xiao)(xiao)調(diao)控手(shou)段(duan)，有(you)望從根本(ben)上(shang)提高(gao)器件(jian)的(de)使(shi)用壽命，降低器件(jian)的(de)制備成(cheng)本(ben)，為工業化生高(gao)效(xiao)(xiao)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)太陽能(neng)(neng)電池(chi)提供(gong)了(le)(le)(le)(le)新的(de)技術途徑。

Advanced Materials是材料(liao)學科世界頂(ding)尖期刊(kan)，在國(guo)際材料(liao)領域享譽盛(sheng)名，當前影響因(yin)子27.39。該(gai)研究工作受到(dao)國(guo)家(jia)自然科學基(ji)金(jin)委(wei)、深(shen)圳市(shi)科創(chuang)委(wei)以及深(shen)圳職業技術學院的資助(zhu)。

（霍(huo)夫曼先進材料研究院）