近日，我校(xiao)霍夫曼先進(jin)材料研究院諾(nuo)獎(jiang)團隊在(zai)利用高能同(tong)步輻射對鈣(gai)鈦礦(kuang)量子(zi)阱的(de)形成(cheng)機理(li)研究領(ling)域取得(de)重要進(jin)展：研究團隊采用高能掠入射角(jiao)X射線(xian)衍射實(shi)時(shi)表征了在(zai)三維鈣(gai)鈦礦(kuang)表面(mian)通(tong)過(guo)旋涂長鏈(lian)有機銨鹽溶液法所制備鈣(gai)鈦礦(kuang)量子(zi)阱形成(cheng)過(guo)程，明確了與長鏈(lian)有機銨分(fen)子(zi)發生反應(ying)的(de)反應(ying)物(wu)；并(bing)通(tong)過(guo)追蹤反應(ying)產物(wu)在(zai)熱(re)退火前(qian)后的(de)晶體結構演變，探究了鈣(gai)鈦礦(kuang)量子(zi)阱形成(cheng)過(guo)程的(de)具體路徑。這一研究成(cheng)果發表在(zai)材料領(ling)域國際頂尖期刊《先進(jin)材料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文(wen)第一作者為(wei)霍夫曼先進(jin)材料研究院胡漢林副教授(shou)，深(shen)圳職業技術學院為(wei)論文(wen)第一完成(cheng)單位。

有機-無(wu)(wu)機雜化鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)太陽(yang)(yang)能(neng)電(dian)池，因(yin)其(qi)優異(yi)的(de)(de)(de)光(guang)電(dian)轉換效率(lv)（經(jing)認證的(de)(de)(de)單結小面(mian)積有機-無(wu)(wu)機雜化鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)太陽(yang)(yang)能(neng)電(dian)池效率(lv)已達25.5%）、較低的(de)(de)(de)成本以及(ji)優良(liang)的(de)(de)(de)力(li)學(xue)柔性等特點，在(zai)(zai)(zai)新(xin)(xin)能(neng)源領域展現出了(le)巨(ju)大的(de)(de)(de)應(ying)用前景。而基于ABX3傳統(tong)三維結構(gou)的(de)(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)材(cai)料由(you)于自(zi)身的(de)(de)(de)離(li)子(zi)(zi)遷移，以及(ji)在(zai)(zai)(zai)外界光(guang)、熱、水等因(yin)素(su)下很容易被破(po)壞，面(mian)臨著長(chang)期穩(wen)定(ding)性差的(de)(de)(de)問(wen)題，嚴(yan)重制(zhi)約了(le)其(qi)實際應(ying)用。科(ke)學(xue)工作(zuo)者創(chuang)新(xin)(xin)地通過鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)(jing)修飾傳統(tong)的(de)(de)(de)三維鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)方法(fa)來(lai)制(zhi)備具(ju)有量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)(jing)/三維鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)復合結構(gou)的(de)(de)(de)太陽(yang)(yang)能(neng)電(dian)池，使(shi)得所制(zhi)備的(de)(de)(de)器件(jian)具(ju)有良(liang)好的(de)(de)(de)耐(nai)輻(fu)照、耐(nai)高溫和(he)耐(nai)濕度特性。現有的(de)(de)(de)報(bao)道主要集中在(zai)(zai)(zai)器件(jian)的(de)(de)(de)效率(lv)和(he)穩(wen)定(ding)性，但對于量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)形成機理卻鮮(xian)有報(bao)道，尤(you)其(qi)是對在(zai)(zai)(zai)不同(tong)條件(jian)下的(de)(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)(jing)生長(chang)機理并不清楚。

為此，我(wo)校研究(jiu)團隊采用高能(neng)(neng)(neng)同步輻(fu)射掠入射角X射線衍射實時表征了(le)(le)在三(san)(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)表面通過旋涂長鏈有(you)機(ji)銨鹽溶液法所(suo)制(zhi)備(bei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)形成過程，在了(le)(le)解鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)生長機(ji)理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)前提(ti)(ti)下，研究(jiu)了(le)(le)不同反(fan)應(ying)條件對(dui)(dui)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)相純度和取向有(you)序性(xing)產生影響。該項成果從化學反(fan)應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)理(li)上(shang)(shang)確(que)定(ding)(ding)了(le)(le)與長鏈分子(zi)(zi)(zi)反(fan)應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)反(fan)應(ying)物，明(ming)確(que)了(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)形成機(ji)理(li)，探究(jiu)了(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)調控(kong)與器(qi)(qi)件效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)以及穩(wen)定(ding)(ding)性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)本質(zhi)聯系，并(bing)指出了(le)(le)有(you)效(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)調控(kong)手(shou)段，建立了(le)(le)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)/三(san)(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復(fu)合結(jie)構薄膜最基礎理(li)論(lun)依據。鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)優越(yue)的(de)(de)(de)(de)(de)材料性(xing)能(neng)(neng)(neng)預示著理(li)論(lun)上(shang)(shang)它具備(bei)打破(po)現有(you)傳統(tong)光伏格局的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)力，目(mu)前科研領(ling)域正在關注(zhu)單結(jie)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)電(dian)池(chi)的(de)(de)(de)(de)(de)轉換(huan)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)、穩(wen)定(ding)(ding)性(xing)和降(jiang)低(di)鉛污染，有(you)初創企(qi)業推(tui)出的(de)(de)(de)(de)(de)單結(jie)組件能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)轉換(huan)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)已超過17%，接近多晶(jing)硅(gui)組件的(de)(de)(de)(de)(de)轉換(huan)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)，并(bing)且理(li)論(lun)成本更低(di)。本研究(jiu)工作針對(dui)(dui)傳統(tong)三(san)(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)光伏器(qi)(qi)件穩(wen)定(ding)(ding)性(xing)差的(de)(de)(de)(de)(de)特點(dian)，從成膜機(ji)理(li)上(shang)(shang)提(ti)(ti)出了(le)(le)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)/三(san)(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復(fu)合結(jie)構的(de)(de)(de)(de)(de)有(you)效(xiao)(xiao)調控(kong)手(shou)段，有(you)望(wang)從根本上(shang)(shang)提(ti)(ti)高器(qi)(qi)件的(de)(de)(de)(de)(de)使用壽命，降(jiang)低(di)器(qi)(qi)件的(de)(de)(de)(de)(de)制(zhi)備(bei)成本，為工業化生高效(xiao)(xiao)穩(wen)定(ding)(ding)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)太陽能(neng)(neng)(neng)電(dian)池(chi)提(ti)(ti)供了(le)(le)新的(de)(de)(de)(de)(de)技術途徑。

Advanced Materials是材料(liao)學科世界頂(ding)尖期刊，在國際材料(liao)領域享譽盛(sheng)名，當前影響(xiang)因子27.39。該研究工作受到國家自然科學基金委、深圳市科創委以及(ji)深圳職業技術學院的資助。

（霍夫(fu)曼先進材料研究(jiu)院）