近日，我(wo)校霍(huo)夫曼先(xian)進材料(liao)(liao)研究院諾獎團隊在利用(yong)高能同(tong)步輻射(she)(she)對鈣(gai)鈦礦量子阱(jing)的形成(cheng)機(ji)(ji)理研究領域(yu)(yu)取得(de)重要進展(zhan)：研究團隊采用(yong)高能掠入射(she)(she)角(jiao)X射(she)(she)線衍(yan)射(she)(she)實時(shi)表征了(le)在三維鈣(gai)鈦礦表面通(tong)過(guo)旋涂長(chang)鏈有機(ji)(ji)銨鹽溶(rong)液法所制備鈣(gai)鈦礦量子阱(jing)形成(cheng)過(guo)程，明確(que)了(le)與(yu)長(chang)鏈有機(ji)(ji)銨分(fen)子發(fa)生反應的反應物；并通(tong)過(guo)追(zhui)蹤(zong)反應產物在熱退火前后的晶體(ti)結構演變，探究了(le)鈣(gai)鈦礦量子阱(jing)形成(cheng)過(guo)程的具體(ti)路徑。這一研究成(cheng)果(guo)發(fa)表在材料(liao)(liao)領域(yu)(yu)國(guo)際(ji)頂尖(jian)期刊(kan)《先(xian)進材料(liao)(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上(shang)，論文第一作(zuo)者為(wei)霍(huo)夫曼先(xian)進材料(liao)(liao)研究院胡漢林副(fu)教授，深(shen)圳職業(ye)技術(shu)學院為(wei)論文第一完成(cheng)單(dan)位。

有(you)機(ji)-無(wu)機(ji)雜(za)化鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)太(tai)陽(yang)能電池，因其(qi)優異的(de)(de)(de)(de)光電轉換效率（經認證的(de)(de)(de)(de)單(dan)結小(xiao)面積有(you)機(ji)-無(wu)機(ji)雜(za)化鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)太(tai)陽(yang)能電池效率已達25.5%）、較(jiao)低的(de)(de)(de)(de)成本(ben)以及優良的(de)(de)(de)(de)力學(xue)柔性(xing)等特點，在新能源領域展現(xian)出了巨(ju)大的(de)(de)(de)(de)應用(yong)前景。而基于(yu)ABX3傳(chuan)(chuan)統三維結構的(de)(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)材料由于(yu)自身的(de)(de)(de)(de)離(li)子(zi)(zi)遷移，以及在外界光、熱、水等因素下很容易(yi)被破壞(huai)，面臨著長(chang)期穩定性(xing)差的(de)(de)(de)(de)問題，嚴重制約了其(qi)實際應用(yong)。科學(xue)工作者創新地通過鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)修(xiu)飾傳(chuan)(chuan)統的(de)(de)(de)(de)三維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)方法(fa)來(lai)制備具有(you)量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)/三維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)復合結構的(de)(de)(de)(de)太(tai)陽(yang)能電池，使得所制備的(de)(de)(de)(de)器件(jian)具有(you)良好的(de)(de)(de)(de)耐輻照、耐高溫和耐濕(shi)度特性(xing)。現(xian)有(you)的(de)(de)(de)(de)報道主要集中在器件(jian)的(de)(de)(de)(de)效率和穩定性(xing)，但對于(yu)量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)形成機(ji)理卻鮮有(you)報道，尤其(qi)是(shi)對在不同條(tiao)件(jian)下的(de)(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)生(sheng)長(chang)機(ji)理并不清(qing)楚。

為(wei)此，我校(xiao)研(yan)究(jiu)團隊(dui)采用(yong)高(gao)能同步(bu)輻射(she)掠入(ru)射(she)角X射(she)線衍(yan)射(she)實時(shi)表征了(le)(le)在(zai)三(san)維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦表面通(tong)過旋(xuan)涂長鏈有(you)機(ji)銨鹽溶液(ye)法所制備(bei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦量子阱形(xing)成(cheng)過程，在(zai)了(le)(le)解鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦生長機(ji)理的(de)前提下(xia)，研(yan)究(jiu)了(le)(le)不同反(fan)應(ying)(ying)條件(jian)(jian)(jian)對鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦量子阱的(de)相純度和(he)取向有(you)序性(xing)產生影響。該項成(cheng)果(guo)從化學反(fan)應(ying)(ying)的(de)機(ji)理上(shang)確(que)定(ding)了(le)(le)與(yu)長鏈分子反(fan)應(ying)(ying)的(de)反(fan)應(ying)(ying)物，明確(que)了(le)(le)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦量子阱的(de)形(xing)成(cheng)機(ji)理，探究(jiu)了(le)(le)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦量子阱的(de)調(diao)控(kong)與(yu)器(qi)(qi)件(jian)(jian)(jian)效(xiao)率(lv)以及穩定(ding)性(xing)的(de)本(ben)質聯系，并指出了(le)(le)有(you)效(xiao)的(de)調(diao)控(kong)手段，建立(li)了(le)(le)量子阱/三(san)維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦復(fu)合結構薄膜最基礎(chu)理論依據。鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦優越(yue)的(de)材料性(xing)能預示著(zhu)理論上(shang)它具備(bei)打破(po)現有(you)傳統(tong)光(guang)伏格局的(de)能力，目前科(ke)研(yan)領域正在(zai)關注單結鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦電池(chi)的(de)轉換(huan)效(xiao)率(lv)、穩定(ding)性(xing)和(he)降(jiang)低鉛(qian)污染(ran)，有(you)初創企(qi)業(ye)推出的(de)單結組件(jian)(jian)(jian)能量轉換(huan)效(xiao)率(lv)已超(chao)過17%，接(jie)近多(duo)晶硅組件(jian)(jian)(jian)的(de)轉換(huan)效(xiao)率(lv)，并且(qie)理論成(cheng)本(ben)更低。本(ben)研(yan)究(jiu)工作針對傳統(tong)三(san)維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦光(guang)伏器(qi)(qi)件(jian)(jian)(jian)穩定(ding)性(xing)差的(de)特點，從成(cheng)膜機(ji)理上(shang)提出了(le)(le)量子阱/三(san)維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦復(fu)合結構的(de)有(you)效(xiao)調(diao)控(kong)手段，有(you)望從根(gen)本(ben)上(shang)提高(gao)器(qi)(qi)件(jian)(jian)(jian)的(de)使用(yong)壽命(ming)，降(jiang)低器(qi)(qi)件(jian)(jian)(jian)的(de)制備(bei)成(cheng)本(ben)，為(wei)工業(ye)化生高(gao)效(xiao)穩定(ding)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦太陽能電池(chi)提供了(le)(le)新的(de)技術途徑。

Advanced Materials是材料學科世(shi)界頂尖(jian)期刊，在國(guo)際材料領域享譽盛名(ming)，當前影響因子27.39。該研究(jiu)工作受到國(guo)家自然科學基(ji)金委(wei)(wei)、深圳市科創委(wei)(wei)以及深圳職(zhi)業技(ji)術(shu)學院的資助(zhu)。

（霍夫曼先進材料研(yan)究院）