近日，我校霍夫(fu)(fu)曼先進(jin)(jin)材料(liao)研(yan)究(jiu)(jiu)院諾獎團隊在(zai)利(li)用高(gao)能(neng)(neng)同(tong)步(bu)輻射對鈣(gai)鈦礦(kuang)量(liang)子阱(jing)(jing)的(de)形(xing)成(cheng)機(ji)理(li)研(yan)究(jiu)(jiu)領域(yu)(yu)取(qu)得重要進(jin)(jin)展：研(yan)究(jiu)(jiu)團隊采用高(gao)能(neng)(neng)掠入射角X射線(xian)衍(yan)射實(shi)時表(biao)征了(le)在(zai)三維鈣(gai)鈦礦(kuang)表(biao)面(mian)通過(guo)旋涂(tu)長鏈(lian)有(you)機(ji)銨鹽(yan)溶(rong)液(ye)法所制備鈣(gai)鈦礦(kuang)量(liang)子阱(jing)(jing)形(xing)成(cheng)過(guo)程，明(ming)確了(le)與長鏈(lian)有(you)機(ji)銨分子發生反(fan)應的(de)反(fan)應物(wu)；并通過(guo)追(zhui)蹤反(fan)應產物(wu)在(zai)熱退火前后的(de)晶體結(jie)構演變，探究(jiu)(jiu)了(le)鈣(gai)鈦礦(kuang)量(liang)子阱(jing)(jing)形(xing)成(cheng)過(guo)程的(de)具體路徑。這一(yi)研(yan)究(jiu)(jiu)成(cheng)果發表(biao)在(zai)材料(liao)領域(yu)(yu)國(guo)際頂尖(jian)期刊(kan)《先進(jin)(jin)材料(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文(wen)第(di)一(yi)作者為(wei)霍夫(fu)(fu)曼先進(jin)(jin)材料(liao)研(yan)究(jiu)(jiu)院胡漢林(lin)副教授，深(shen)圳(zhen)職業技術學院為(wei)論文(wen)第(di)一(yi)完成(cheng)單位。

有(you)機(ji)(ji)-無機(ji)(ji)雜(za)(za)化鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)太陽(yang)能電池(chi)(chi)(chi)，因其優(you)異的光電轉換(huan)效率(lv)（經認證的單結(jie)小面積有(you)機(ji)(ji)-無機(ji)(ji)雜(za)(za)化鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)太陽(yang)能電池(chi)(chi)(chi)效率(lv)已(yi)達(da)25.5%）、較(jiao)低的成本以(yi)及優(you)良(liang)的力(li)學(xue)柔性(xing)等(deng)特(te)點，在新(xin)能源領域(yu)展現(xian)出了巨大的應(ying)(ying)用前景(jing)。而基于ABX3傳(chuan)統三維結(jie)構的鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)材料由于自身的離子(zi)(zi)遷移(yi)，以(yi)及在外(wai)界光、熱、水等(deng)因素下(xia)很容易被(bei)破壞，面臨著長期(qi)穩定(ding)性(xing)差的問題，嚴重制(zhi)(zhi)(zhi)約(yue)了其實際應(ying)(ying)用。科(ke)學(xue)工(gong)作(zuo)者創新(xin)地通過鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱修飾傳(chuan)統的三維鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)方(fang)法來制(zhi)(zhi)(zhi)備(bei)具有(you)量(liang)子(zi)(zi)阱/三維鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)復合(he)結(jie)構的太陽(yang)能電池(chi)(chi)(chi)，使得所制(zhi)(zhi)(zhi)備(bei)的器件具有(you)良(liang)好的耐輻照、耐高溫和耐濕度特(te)性(xing)。現(xian)有(you)的報道(dao)主(zhu)要集中(zhong)在器件的效率(lv)和穩定(ding)性(xing)，但對(dui)于量(liang)子(zi)(zi)阱的形成機(ji)(ji)理(li)卻鮮有(you)報道(dao)，尤(you)其是對(dui)在不(bu)同條件下(xia)的鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱生長機(ji)(ji)理(li)并不(bu)清楚。

為(wei)(wei)此，我校研(yan)究(jiu)(jiu)團隊(dui)采用高(gao)(gao)能(neng)(neng)(neng)同步輻(fu)射(she)掠入(ru)射(she)角X射(she)線(xian)衍(yan)射(she)實時表(biao)征(zheng)了(le)在三(san)(san)維(wei)(wei)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)表(biao)面通(tong)過旋涂長(chang)鏈(lian)有(you)機(ji)(ji)銨鹽(yan)溶液法所(suo)制(zhi)備鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)形成(cheng)過程，在了(le)解(jie)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)生長(chang)機(ji)(ji)理的(de)(de)前提(ti)下，研(yan)究(jiu)(jiu)了(le)不同反應(ying)條件對(dui)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)相純度和(he)取向有(you)序性(xing)產生影響。該項成(cheng)果從化學反應(ying)的(de)(de)機(ji)(ji)理上(shang)(shang)確定了(le)與(yu)長(chang)鏈(lian)分(fen)子(zi)反應(ying)的(de)(de)反應(ying)物，明確了(le)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)形成(cheng)機(ji)(ji)理，探究(jiu)(jiu)了(le)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)調控(kong)(kong)與(yu)器(qi)(qi)件效(xiao)(xiao)率(lv)以(yi)及穩(wen)定性(xing)的(de)(de)本(ben)(ben)(ben)質聯系，并(bing)指出了(le)有(you)效(xiao)(xiao)的(de)(de)調控(kong)(kong)手(shou)段(duan)，建立了(le)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)/三(san)(san)維(wei)(wei)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復(fu)合結構(gou)薄膜(mo)最(zui)基礎理論依據(ju)。鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)優越的(de)(de)材料(liao)性(xing)能(neng)(neng)(neng)預示著理論上(shang)(shang)它具備打破現(xian)有(you)傳統光伏(fu)格局的(de)(de)能(neng)(neng)(neng)力，目前科研(yan)領域正在關注單結鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)電池的(de)(de)轉(zhuan)換效(xiao)(xiao)率(lv)、穩(wen)定性(xing)和(he)降低(di)鉛污染，有(you)初創(chuang)企(qi)業推(tui)出的(de)(de)單結組(zu)件能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)轉(zhuan)換效(xiao)(xiao)率(lv)已超(chao)過17%，接(jie)近多晶硅組(zu)件的(de)(de)轉(zhuan)換效(xiao)(xiao)率(lv)，并(bing)且理論成(cheng)本(ben)(ben)(ben)更低(di)。本(ben)(ben)(ben)研(yan)究(jiu)(jiu)工作針對(dui)傳統三(san)(san)維(wei)(wei)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)光伏(fu)器(qi)(qi)件穩(wen)定性(xing)差的(de)(de)特(te)點(dian)，從成(cheng)膜(mo)機(ji)(ji)理上(shang)(shang)提(ti)出了(le)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)/三(san)(san)維(wei)(wei)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復(fu)合結構(gou)的(de)(de)有(you)效(xiao)(xiao)調控(kong)(kong)手(shou)段(duan)，有(you)望(wang)從根本(ben)(ben)(ben)上(shang)(shang)提(ti)高(gao)(gao)器(qi)(qi)件的(de)(de)使用壽命，降低(di)器(qi)(qi)件的(de)(de)制(zhi)備成(cheng)本(ben)(ben)(ben)，為(wei)(wei)工業化生高(gao)(gao)效(xiao)(xiao)穩(wen)定鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)太陽(yang)能(neng)(neng)(neng)電池提(ti)供了(le)新的(de)(de)技術途徑(jing)。

Advanced Materials是(shi)材料學科世界(jie)頂尖期(qi)刊，在國際材料領域享譽盛名，當前影響因子27.39。該研究工作(zuo)受到(dao)國家自然科學基金委、深圳(zhen)市科創委以及深圳(zhen)職業技術學院的資(zi)助。

（霍夫曼先進材料研究院）