近(jin)日，我校霍(huo)夫曼先(xian)(xian)進材(cai)料(liao)(liao)研(yan)究(jiu)(jiu)院(yuan)諾獎(jiang)團隊在利用高能同步輻射(she)對鈣鈦礦量(liang)子(zi)(zi)阱的(de)形成(cheng)(cheng)機(ji)理研(yan)究(jiu)(jiu)領(ling)域(yu)取得重(zhong)要進展：研(yan)究(jiu)(jiu)團隊采用高能掠入(ru)射(she)角X射(she)線衍射(she)實(shi)時表征(zheng)了在三維鈣鈦礦表面通過(guo)旋涂(tu)長(chang)鏈有機(ji)銨鹽溶液法所制備鈣鈦礦量(liang)子(zi)(zi)阱形成(cheng)(cheng)過(guo)程，明確了與長(chang)鏈有機(ji)銨分子(zi)(zi)發生反應(ying)的(de)反應(ying)物；并(bing)通過(guo)追蹤反應(ying)產物在熱退火前后(hou)的(de)晶體結構演變(bian)，探究(jiu)(jiu)了鈣鈦礦量(liang)子(zi)(zi)阱形成(cheng)(cheng)過(guo)程的(de)具體路徑。這一研(yan)究(jiu)(jiu)成(cheng)(cheng)果發表在材(cai)料(liao)(liao)領(ling)域(yu)國際頂尖(jian)期刊《先(xian)(xian)進材(cai)料(liao)(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文(wen)第一作者為霍(huo)夫曼先(xian)(xian)進材(cai)料(liao)(liao)研(yan)究(jiu)(jiu)院(yuan)胡漢林副教授，深圳職業(ye)技術(shu)學院(yuan)為論文(wen)第一完(wan)成(cheng)(cheng)單位。

有(you)機(ji)(ji)-無機(ji)(ji)雜(za)化鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)太陽能電(dian)池(chi)，因其優異的(de)(de)光電(dian)轉(zhuan)換效(xiao)率(lv)（經認證的(de)(de)單結(jie)(jie)小(xiao)面(mian)積有(you)機(ji)(ji)-無機(ji)(ji)雜(za)化鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)太陽能電(dian)池(chi)效(xiao)率(lv)已(yi)達25.5%）、較低的(de)(de)成(cheng)本以及(ji)優良的(de)(de)力學(xue)柔性(xing)等特(te)點，在(zai)(zai)新(xin)能源領域展(zhan)現(xian)出了巨大的(de)(de)應用前景。而基于(yu)(yu)ABX3傳(chuan)統三維結(jie)(jie)構(gou)的(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)材料由于(yu)(yu)自身的(de)(de)離子(zi)(zi)遷移，以及(ji)在(zai)(zai)外(wai)界光、熱(re)、水等因素下很容(rong)易(yi)被破(po)壞，面(mian)臨著(zhu)長期穩定性(xing)差的(de)(de)問(wen)題，嚴重制約了其實際應用。科學(xue)工作(zuo)者(zhe)創(chuang)新(xin)地通過鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)(jing)修飾(shi)傳(chuan)統的(de)(de)三維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)方(fang)法來制備(bei)具有(you)量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)(jing)/三維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)復(fu)合結(jie)(jie)構(gou)的(de)(de)太陽能電(dian)池(chi)，使得所制備(bei)的(de)(de)器件(jian)具有(you)良好的(de)(de)耐輻照、耐高溫和(he)耐濕度特(te)性(xing)。現(xian)有(you)的(de)(de)報(bao)道(dao)主要集中在(zai)(zai)器件(jian)的(de)(de)效(xiao)率(lv)和(he)穩定性(xing)，但對于(yu)(yu)量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)形成(cheng)機(ji)(ji)理卻(que)鮮(xian)有(you)報(bao)道(dao)，尤(you)其是對在(zai)(zai)不(bu)同條件(jian)下的(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)(jing)生長機(ji)(ji)理并不(bu)清楚(chu)。

為此，我校研究(jiu)團隊采用(yong)高能(neng)同(tong)(tong)步輻(fu)射(she)掠入射(she)角X射(she)線衍(yan)射(she)實時(shi)表征了(le)(le)在三(san)(san)維鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)表面通過(guo)旋(xuan)涂長(chang)鏈(lian)有(you)(you)機(ji)(ji)銨鹽溶液法所(suo)制備(bei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)形成(cheng)過(guo)程，在了(le)(le)解鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)生(sheng)(sheng)長(chang)機(ji)(ji)理(li)(li)(li)的(de)(de)前提下，研究(jiu)了(le)(le)不同(tong)(tong)反(fan)(fan)應條件對鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)相純(chun)度和取向(xiang)有(you)(you)序(xu)性(xing)產(chan)生(sheng)(sheng)影響。該項成(cheng)果從化(hua)學反(fan)(fan)應的(de)(de)機(ji)(ji)理(li)(li)(li)上(shang)確(que)定(ding)了(le)(le)與長(chang)鏈(lian)分子(zi)反(fan)(fan)應的(de)(de)反(fan)(fan)應物，明確(que)了(le)(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)形成(cheng)機(ji)(ji)理(li)(li)(li)，探究(jiu)了(le)(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)調控與器件效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)(lv)以(yi)及(ji)穩(wen)定(ding)性(xing)的(de)(de)本質聯系(xi)，并指出了(le)(le)有(you)(you)效(xiao)(xiao)的(de)(de)調控手段(duan)，建立(li)了(le)(le)量(liang)子(zi)阱(jing)/三(san)(san)維鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)復合(he)結構薄(bo)膜(mo)最基礎理(li)(li)(li)論(lun)依據(ju)。鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)優越的(de)(de)材(cai)料性(xing)能(neng)預示著(zhu)理(li)(li)(li)論(lun)上(shang)它具備(bei)打破現有(you)(you)傳統(tong)光(guang)伏格局的(de)(de)能(neng)力，目前科(ke)研領(ling)域正在關注單(dan)結鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)電(dian)池的(de)(de)轉換(huan)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)(lv)、穩(wen)定(ding)性(xing)和降低鉛污染，有(you)(you)初創企(qi)業推出的(de)(de)單(dan)結組件能(neng)量(liang)轉換(huan)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)(lv)已超過(guo)17%，接(jie)近多晶硅組件的(de)(de)轉換(huan)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)(lv)，并且理(li)(li)(li)論(lun)成(cheng)本更低。本研究(jiu)工(gong)作針對傳統(tong)三(san)(san)維鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)光(guang)伏器件穩(wen)定(ding)性(xing)差的(de)(de)特點，從成(cheng)膜(mo)機(ji)(ji)理(li)(li)(li)上(shang)提出了(le)(le)量(liang)子(zi)阱(jing)/三(san)(san)維鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)復合(he)結構的(de)(de)有(you)(you)效(xiao)(xiao)調控手段(duan)，有(you)(you)望從根本上(shang)提高器件的(de)(de)使(shi)用(yong)壽命，降低器件的(de)(de)制備(bei)成(cheng)本，為工(gong)業化(hua)生(sheng)(sheng)高效(xiao)(xiao)穩(wen)定(ding)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)太陽能(neng)電(dian)池提供(gong)了(le)(le)新的(de)(de)技術途徑。

Advanced Materials是材料學科(ke)世界頂尖期刊，在國際(ji)材料領(ling)域享譽盛名，當前影響(xiang)因子27.39。該研究工(gong)作受到國家自然科(ke)學基(ji)金(jin)委、深(shen)(shen)圳(zhen)市科(ke)創委以及深(shen)(shen)圳(zhen)職業技術學院的資(zi)助。

（霍夫曼先進(jin)材料(liao)研(yan)究院）