近(jin)日，我校霍(huo)夫曼先進(jin)(jin)材(cai)(cai)料研(yan)究院諾獎(jiang)團隊在利用高(gao)能同(tong)步(bu)輻(fu)射(she)對鈣鈦礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱的形(xing)成(cheng)(cheng)機(ji)理研(yan)究領域(yu)取得(de)重要(yao)進(jin)(jin)展：研(yan)究團隊采用高(gao)能掠入射(she)角X射(she)線衍射(she)實時表(biao)征了(le)在三維鈣鈦礦(kuang)(kuang)表(biao)面通過(guo)旋(xuan)涂長鏈有(you)機(ji)銨鹽溶(rong)液法所制備鈣鈦礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱形(xing)成(cheng)(cheng)過(guo)程(cheng)，明確(que)了(le)與長鏈有(you)機(ji)銨分子(zi)(zi)發生反(fan)應的反(fan)應物(wu)；并(bing)通過(guo)追蹤反(fan)應產物(wu)在熱退火(huo)前后(hou)的晶體結構演變，探究了(le)鈣鈦礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱形(xing)成(cheng)(cheng)過(guo)程(cheng)的具體路徑。這一研(yan)究成(cheng)(cheng)果發表(biao)在材(cai)(cai)料領域(yu)國(guo)際頂尖(jian)期(qi)刊《先進(jin)(jin)材(cai)(cai)料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上(shang)，論(lun)文第(di)(di)一作者為(wei)霍(huo)夫曼先進(jin)(jin)材(cai)(cai)料研(yan)究院胡漢林副教授，深(shen)圳(zhen)職業(ye)技術學院為(wei)論(lun)文第(di)(di)一完(wan)成(cheng)(cheng)單位。

有(you)機(ji)-無機(ji)雜(za)化鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)太(tai)陽能(neng)電池，因其優(you)異(yi)的(de)光電轉換效(xiao)率(lv)（經認(ren)證的(de)單結小面(mian)積有(you)機(ji)-無機(ji)雜(za)化鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)太(tai)陽能(neng)電池效(xiao)率(lv)已達(da)25.5%）、較低(di)的(de)成本以(yi)及優(you)良的(de)力學(xue)柔性(xing)等特點，在新(xin)(xin)能(neng)源領域展現出(chu)了(le)巨大的(de)應(ying)用(yong)前(qian)景。而基于(yu)ABX3傳統三維(wei)結構的(de)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)材料由于(yu)自(zi)身的(de)離子(zi)遷移，以(yi)及在外界光、熱(re)、水等因素下很容(rong)易被破壞，面(mian)臨著長期穩定(ding)性(xing)差的(de)問(wen)題，嚴重制約了(le)其實際應(ying)用(yong)。科學(xue)工作者創新(xin)(xin)地(di)通過鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)阱修(xiu)飾(shi)傳統的(de)三維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)方(fang)法來制備(bei)(bei)具有(you)量(liang)(liang)(liang)子(zi)阱/三維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)復合結構的(de)太(tai)陽能(neng)電池，使得所(suo)制備(bei)(bei)的(de)器件具有(you)良好的(de)耐(nai)輻(fu)照、耐(nai)高(gao)溫和耐(nai)濕度特性(xing)。現有(you)的(de)報(bao)道主要集中在器件的(de)效(xiao)率(lv)和穩定(ding)性(xing)，但對(dui)于(yu)量(liang)(liang)(liang)子(zi)阱的(de)形成機(ji)理卻鮮有(you)報(bao)道，尤其是對(dui)在不同(tong)條件下的(de)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)阱生長機(ji)理并(bing)不清楚。

為(wei)此(ci)，我校研(yan)究團(tuan)隊采用高(gao)能(neng)同步(bu)輻(fu)射(she)掠入射(she)角X射(she)線(xian)衍射(she)實(shi)時表征了(le)(le)在三維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)表面通過(guo)旋涂長鏈(lian)有(you)(you)(you)機(ji)銨鹽溶液法所制備(bei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)形(xing)成(cheng)過(guo)程，在了(le)(le)解鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)生長機(ji)理(li)的(de)(de)前提下，研(yan)究了(le)(le)不同反(fan)應條件(jian)(jian)對鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)相純度(du)和取向(xiang)有(you)(you)(you)序(xu)性(xing)產生影響。該(gai)項成(cheng)果從(cong)化學(xue)反(fan)應的(de)(de)機(ji)理(li)上(shang)(shang)確(que)定(ding)了(le)(le)與長鏈(lian)分子(zi)反(fan)應的(de)(de)反(fan)應物，明確(que)了(le)(le)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)形(xing)成(cheng)機(ji)理(li)，探究了(le)(le)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)調控與器(qi)(qi)件(jian)(jian)效(xiao)(xiao)(xiao)率以及穩(wen)定(ding)性(xing)的(de)(de)本(ben)質聯系，并(bing)指出了(le)(le)有(you)(you)(you)效(xiao)(xiao)(xiao)的(de)(de)調控手(shou)段，建(jian)立了(le)(le)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)/三維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復合結(jie)構薄膜最(zui)基礎理(li)論(lun)依據。鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)優越的(de)(de)材料性(xing)能(neng)預(yu)示著理(li)論(lun)上(shang)(shang)它具備(bei)打破現有(you)(you)(you)傳統(tong)光伏格局的(de)(de)能(neng)力，目前科研(yan)領域正在關注單結(jie)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)電池的(de)(de)轉換效(xiao)(xiao)(xiao)率、穩(wen)定(ding)性(xing)和降低鉛(qian)污染，有(you)(you)(you)初(chu)創企業(ye)推出的(de)(de)單結(jie)組件(jian)(jian)能(neng)量(liang)(liang)轉換效(xiao)(xiao)(xiao)率已(yi)超過(guo)17%，接近多(duo)晶(jing)硅組件(jian)(jian)的(de)(de)轉換效(xiao)(xiao)(xiao)率，并(bing)且理(li)論(lun)成(cheng)本(ben)更低。本(ben)研(yan)究工(gong)作針對傳統(tong)三維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)光伏器(qi)(qi)件(jian)(jian)穩(wen)定(ding)性(xing)差的(de)(de)特點，從(cong)成(cheng)膜機(ji)理(li)上(shang)(shang)提出了(le)(le)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)/三維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復合結(jie)構的(de)(de)有(you)(you)(you)效(xiao)(xiao)(xiao)調控手(shou)段，有(you)(you)(you)望(wang)從(cong)根本(ben)上(shang)(shang)提高(gao)器(qi)(qi)件(jian)(jian)的(de)(de)使(shi)用壽(shou)命，降低器(qi)(qi)件(jian)(jian)的(de)(de)制備(bei)成(cheng)本(ben)，為(wei)工(gong)業(ye)化生高(gao)效(xiao)(xiao)(xiao)穩(wen)定(ding)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)太陽能(neng)電池提供了(le)(le)新的(de)(de)技術途徑。

Advanced Materials是材料(liao)學(xue)(xue)科世界(jie)頂尖期刊(kan)，在國(guo)際材料(liao)領(ling)域享譽盛名，當前(qian)影響因子27.39。該研究工作受到國(guo)家自然科學(xue)(xue)基(ji)金委、深圳市科創委以及深圳職業(ye)技(ji)術學(xue)(xue)院的資(zi)助。

（霍夫(fu)曼先進材料研究院）