近日，我校(xiao)霍(huo)夫曼先進材(cai)料(liao)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)院(yuan)諾獎團隊在利用高能同步輻射對鈣(gai)鈦礦(kuang)量子阱(jing)的形成(cheng)(cheng)機(ji)理研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)領(ling)域取得重要進展(zhan)：研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)團隊采(cai)用高能掠入射角X射線衍射實(shi)時表(biao)征(zheng)了(le)(le)在三維鈣(gai)鈦礦(kuang)表(biao)面通過(guo)(guo)旋涂長鏈有機(ji)銨(an)鹽溶液(ye)法所制備鈣(gai)鈦礦(kuang)量子阱(jing)形成(cheng)(cheng)過(guo)(guo)程(cheng)，明確(que)了(le)(le)與(yu)長鏈有機(ji)銨(an)分子發(fa)生(sheng)反(fan)應的反(fan)應物(wu)；并(bing)通過(guo)(guo)追蹤反(fan)應產物(wu)在熱退(tui)火前后的晶體結(jie)構演變，探究(jiu)(jiu)了(le)(le)鈣(gai)鈦礦(kuang)量子阱(jing)形成(cheng)(cheng)過(guo)(guo)程(cheng)的具體路徑。這一(yi)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)成(cheng)(cheng)果(guo)發(fa)表(biao)在材(cai)料(liao)領(ling)域國際頂尖期(qi)刊《先進材(cai)料(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文(wen)第一(yi)作者(zhe)為霍(huo)夫曼先進材(cai)料(liao)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)院(yuan)胡(hu)漢林副(fu)教授(shou)，深圳(zhen)職業技術(shu)學院(yuan)為論文(wen)第一(yi)完成(cheng)(cheng)單位。

有(you)(you)機(ji)-無機(ji)雜化(hua)(hua)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)太陽(yang)能電池，因其(qi)優(you)異的(de)(de)(de)(de)光(guang)電轉(zhuan)換效率(lv)（經認證(zheng)的(de)(de)(de)(de)單結小面積有(you)(you)機(ji)-無機(ji)雜化(hua)(hua)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)太陽(yang)能電池效率(lv)已(yi)達25.5%）、較低的(de)(de)(de)(de)成(cheng)本(ben)以(yi)及(ji)優(you)良的(de)(de)(de)(de)力學(xue)柔(rou)性等特點，在(zai)新能源(yuan)領(ling)域展現出(chu)了巨大的(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)用(yong)(yong)前景。而基(ji)于ABX3傳統三維(wei)結構的(de)(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)材料由于自身的(de)(de)(de)(de)離子遷移，以(yi)及(ji)在(zai)外界光(guang)、熱、水等因素下很容(rong)易被破壞，面臨(lin)著長期穩定性差的(de)(de)(de)(de)問題，嚴重制(zhi)約(yue)了其(qi)實際應(ying)(ying)用(yong)(yong)。科學(xue)工作者創新地通過鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量子阱(jing)(jing)修飾傳統的(de)(de)(de)(de)三維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)方法(fa)來制(zhi)備(bei)具有(you)(you)量子阱(jing)(jing)/三維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)復合結構的(de)(de)(de)(de)太陽(yang)能電池，使得所制(zhi)備(bei)的(de)(de)(de)(de)器件(jian)(jian)具有(you)(you)良好的(de)(de)(de)(de)耐(nai)輻照(zhao)、耐(nai)高溫和(he)耐(nai)濕度特性。現有(you)(you)的(de)(de)(de)(de)報道主要集(ji)中在(zai)器件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)效率(lv)和(he)穩定性，但(dan)對于量子阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)形(xing)成(cheng)機(ji)理卻鮮有(you)(you)報道，尤其(qi)是對在(zai)不同條件(jian)(jian)下的(de)(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量子阱(jing)(jing)生長機(ji)理并不清楚。

為此(ci)，我校研(yan)究團(tuan)隊采用高(gao)(gao)能(neng)同(tong)步輻(fu)射掠入射角(jiao)X射線衍(yan)射實時(shi)表征了(le)(le)(le)(le)在(zai)三維(wei)鈣鈦(tai)礦(kuang)表面通(tong)過旋涂長(chang)鏈有(you)(you)(you)機(ji)銨鹽溶(rong)液法所制備(bei)(bei)鈣鈦(tai)礦(kuang)量子阱形成過程，在(zai)了(le)(le)(le)(le)解鈣鈦(tai)礦(kuang)生長(chang)機(ji)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)前提(ti)下，研(yan)究了(le)(le)(le)(le)不同(tong)反應(ying)條(tiao)件(jian)對鈣鈦(tai)礦(kuang)量子阱的(de)(de)(de)(de)相(xiang)純度和取向有(you)(you)(you)序性產生影(ying)響。該項(xiang)成果從(cong)化學反應(ying)的(de)(de)(de)(de)機(ji)理(li)(li)上(shang)確定了(le)(le)(le)(le)與長(chang)鏈分子反應(ying)的(de)(de)(de)(de)反應(ying)物，明確了(le)(le)(le)(le)鈣鈦(tai)礦(kuang)量子阱的(de)(de)(de)(de)形成機(ji)理(li)(li)，探究了(le)(le)(le)(le)鈣鈦(tai)礦(kuang)量子阱的(de)(de)(de)(de)調控與器(qi)件(jian)效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)以及穩(wen)(wen)定性的(de)(de)(de)(de)本質(zhi)聯(lian)系，并(bing)指出了(le)(le)(le)(le)有(you)(you)(you)效(xiao)(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)(de)調控手段，建立了(le)(le)(le)(le)量子阱/三維(wei)鈣鈦(tai)礦(kuang)復合結構(gou)薄膜最基礎理(li)(li)論(lun)依據。鈣鈦(tai)礦(kuang)優越(yue)的(de)(de)(de)(de)材料性能(neng)預示著理(li)(li)論(lun)上(shang)它(ta)具備(bei)(bei)打(da)破現有(you)(you)(you)傳(chuan)統光(guang)伏格局的(de)(de)(de)(de)能(neng)力，目前科研(yan)領域(yu)正在(zai)關注單(dan)結鈣鈦(tai)礦(kuang)電(dian)池(chi)的(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)、穩(wen)(wen)定性和降(jiang)低(di)鉛污(wu)染，有(you)(you)(you)初創企業(ye)推出的(de)(de)(de)(de)單(dan)結組件(jian)能(neng)量轉(zhuan)換(huan)效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)已超過17%，接近(jin)多晶硅組件(jian)的(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)，并(bing)且(qie)理(li)(li)論(lun)成本更低(di)。本研(yan)究工作針對傳(chuan)統三維(wei)鈣鈦(tai)礦(kuang)光(guang)伏器(qi)件(jian)穩(wen)(wen)定性差的(de)(de)(de)(de)特(te)點，從(cong)成膜機(ji)理(li)(li)上(shang)提(ti)出了(le)(le)(le)(le)量子阱/三維(wei)鈣鈦(tai)礦(kuang)復合結構(gou)的(de)(de)(de)(de)有(you)(you)(you)效(xiao)(xiao)(xiao)調控手段，有(you)(you)(you)望(wang)從(cong)根本上(shang)提(ti)高(gao)(gao)器(qi)件(jian)的(de)(de)(de)(de)使用壽(shou)命，降(jiang)低(di)器(qi)件(jian)的(de)(de)(de)(de)制備(bei)(bei)成本，為工業(ye)化生高(gao)(gao)效(xiao)(xiao)(xiao)穩(wen)(wen)定鈣鈦(tai)礦(kuang)太陽能(neng)電(dian)池(chi)提(ti)供(gong)了(le)(le)(le)(le)新的(de)(de)(de)(de)技(ji)術途徑。

Advanced Materials是材(cai)料學(xue)科(ke)世界頂(ding)尖(jian)期刊，在國(guo)際(ji)材(cai)料領域享譽(yu)盛名，當前影響因子27.39。該(gai)研究工作受到國(guo)家自(zi)然科(ke)學(xue)基金委、深圳市科(ke)創委以及深圳職業技術學(xue)院(yuan)的資助(zhu)。

（霍(huo)夫曼先進材料研究院）