近日，我校霍夫曼(man)(man)先(xian)進(jin)材(cai)(cai)(cai)料研究院諾獎團隊在(zai)利用(yong)高(gao)能(neng)同步輻射(she)對鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子阱(jing)的(de)形成(cheng)機(ji)理研究領(ling)域(yu)取得重要進(jin)展(zhan)：研究團隊采用(yong)高(gao)能(neng)掠入射(she)角X射(she)線衍(yan)射(she)實時表(biao)征了(le)在(zai)三維鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)表(biao)面(mian)通(tong)(tong)過(guo)旋(xuan)涂(tu)長鏈有機(ji)銨(an)鹽溶液法所制備鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子阱(jing)形成(cheng)過(guo)程(cheng)，明確(que)了(le)與長鏈有機(ji)銨(an)分子發(fa)生反(fan)(fan)應的(de)反(fan)(fan)應物(wu)；并(bing)通(tong)(tong)過(guo)追蹤反(fan)(fan)應產物(wu)在(zai)熱(re)退火前后(hou)的(de)晶體(ti)結構演(yan)變，探究了(le)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子阱(jing)形成(cheng)過(guo)程(cheng)的(de)具體(ti)路徑。這一研究成(cheng)果發(fa)表(biao)在(zai)材(cai)(cai)(cai)料領(ling)域(yu)國際頂尖期(qi)刊《先(xian)進(jin)材(cai)(cai)(cai)料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文第一作者為霍夫曼(man)(man)先(xian)進(jin)材(cai)(cai)(cai)料研究院胡(hu)漢林副教授(shou)，深圳職業技術學院為論文第一完成(cheng)單位。

有機(ji)(ji)-無(wu)機(ji)(ji)雜化鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)太(tai)(tai)陽(yang)能電池(chi)，因其(qi)優(you)異(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)光電轉(zhuan)換(huan)效率（經認證的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)單結(jie)(jie)小面(mian)積(ji)有機(ji)(ji)-無(wu)機(ji)(ji)雜化鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)太(tai)(tai)陽(yang)能電池(chi)效率已(yi)達25.5%）、較低的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)成本以及優(you)良的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)力學柔(rou)性(xing)(xing)等(deng)特點，在新(xin)能源領域展現(xian)出(chu)了巨大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)前(qian)景。而基于ABX3傳統三維(wei)(wei)結(jie)(jie)構的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)材料由于自身的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)離子(zi)遷移，以及在外界光、熱、水等(deng)因素下(xia)很容易(yi)被破壞，面(mian)臨(lin)著(zhu)長(chang)期穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)差的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)問題，嚴重制約了其(qi)實(shi)際應(ying)用(yong)。科學工(gong)作者創新(xin)地通過鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)修(xiu)飾傳統的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)三維(wei)(wei)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)方法(fa)來制備具有量子(zi)阱(jing)/三維(wei)(wei)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)復(fu)合結(jie)(jie)構的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)太(tai)(tai)陽(yang)能電池(chi)，使得所制備的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)器(qi)件(jian)具有良好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)輻照、耐(nai)(nai)高溫和耐(nai)(nai)濕度(du)特性(xing)(xing)。現(xian)有的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)報道(dao)主要集中在器(qi)件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)效率和穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)，但對(dui)于量子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)形成機(ji)(ji)理(li)卻鮮有報道(dao)，尤其(qi)是對(dui)在不(bu)同條件(jian)下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)生(sheng)長(chang)機(ji)(ji)理(li)并(bing)不(bu)清楚。

為此，我(wo)校研(yan)究(jiu)(jiu)團(tuan)隊采用高(gao)(gao)能同步輻射(she)掠(lve)入(ru)射(she)角X射(she)線衍射(she)實時表(biao)征(zheng)了(le)在三維(wei)(wei)鈣鈦(tai)礦(kuang)表(biao)面通過(guo)旋涂長(chang)(chang)鏈(lian)有(you)機(ji)銨(an)鹽溶液法所制(zhi)備(bei)鈣鈦(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)阱(jing)形(xing)成過(guo)程(cheng)，在了(le)解(jie)鈣鈦(tai)礦(kuang)生(sheng)(sheng)長(chang)(chang)機(ji)理(li)的(de)(de)(de)(de)前提(ti)下，研(yan)究(jiu)(jiu)了(le)不同反(fan)應(ying)條(tiao)件(jian)對鈣鈦(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)相純(chun)度(du)和(he)(he)取向有(you)序性(xing)(xing)產生(sheng)(sheng)影(ying)響。該(gai)項成果從化學反(fan)應(ying)的(de)(de)(de)(de)機(ji)理(li)上確定了(le)與(yu)長(chang)(chang)鏈(lian)分子(zi)反(fan)應(ying)的(de)(de)(de)(de)反(fan)應(ying)物(wu)，明確了(le)鈣鈦(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)形(xing)成機(ji)理(li)，探究(jiu)(jiu)了(le)鈣鈦(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)調(diao)(diao)控與(yu)器(qi)(qi)(qi)件(jian)效率(lv)(lv)以及穩(wen)(wen)(wen)定性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)本(ben)(ben)質聯(lian)系，并指(zhi)出(chu)了(le)有(you)效的(de)(de)(de)(de)調(diao)(diao)控手(shou)段(duan)，建立了(le)量(liang)(liang)(liang)子(zi)阱(jing)/三維(wei)(wei)鈣鈦(tai)礦(kuang)復合結構(gou)薄膜最基礎(chu)理(li)論依據(ju)。鈣鈦(tai)礦(kuang)優越的(de)(de)(de)(de)材(cai)料性(xing)(xing)能預示著理(li)論上它具(ju)備(bei)打破(po)現有(you)傳(chuan)統(tong)光伏(fu)格局的(de)(de)(de)(de)能力，目前科研(yan)領域正在關注單(dan)結鈣鈦(tai)礦(kuang)電池的(de)(de)(de)(de)轉換效率(lv)(lv)、穩(wen)(wen)(wen)定性(xing)(xing)和(he)(he)降(jiang)低(di)鉛污染(ran)，有(you)初(chu)創企(qi)業(ye)推出(chu)的(de)(de)(de)(de)單(dan)結組(zu)件(jian)能量(liang)(liang)(liang)轉換效率(lv)(lv)已超過(guo)17%，接近(jin)多晶硅組(zu)件(jian)的(de)(de)(de)(de)轉換效率(lv)(lv)，并且(qie)理(li)論成本(ben)(ben)更(geng)低(di)。本(ben)(ben)研(yan)究(jiu)(jiu)工作(zuo)針對傳(chuan)統(tong)三維(wei)(wei)鈣鈦(tai)礦(kuang)光伏(fu)器(qi)(qi)(qi)件(jian)穩(wen)(wen)(wen)定性(xing)(xing)差的(de)(de)(de)(de)特(te)點，從成膜機(ji)理(li)上提(ti)出(chu)了(le)量(liang)(liang)(liang)子(zi)阱(jing)/三維(wei)(wei)鈣鈦(tai)礦(kuang)復合結構(gou)的(de)(de)(de)(de)有(you)效調(diao)(diao)控手(shou)段(duan)，有(you)望從根本(ben)(ben)上提(ti)高(gao)(gao)器(qi)(qi)(qi)件(jian)的(de)(de)(de)(de)使(shi)用壽命(ming)，降(jiang)低(di)器(qi)(qi)(qi)件(jian)的(de)(de)(de)(de)制(zhi)備(bei)成本(ben)(ben)，為工業(ye)化生(sheng)(sheng)高(gao)(gao)效穩(wen)(wen)(wen)定鈣鈦(tai)礦(kuang)太陽能電池提(ti)供了(le)新(xin)的(de)(de)(de)(de)技術途徑。

Advanced Materials是材(cai)料學(xue)科(ke)(ke)世界頂尖(jian)期刊，在國(guo)際(ji)材(cai)料領(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(ke)(ke)學(xue)基(ji)金(jin)委、深圳(zhen)市科(ke)(ke)創委以(yi)及深圳(zhen)職(zhi)業技術(shu)學(xue)院的資助。

（霍夫曼先進材料研究院(yuan)）