近(jin)日，我校霍夫曼先進(jin)材料(liao)(liao)(liao)研(yan)(yan)究院(yuan)諾獎(jiang)團隊在(zai)利用(yong)高能同(tong)步輻(fu)射(she)對鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)(jing)的(de)形成(cheng)機(ji)理(li)研(yan)(yan)究領(ling)域(yu)(yu)取得重要進(jin)展(zhan)：研(yan)(yan)究團隊采用(yong)高能掠入射(she)角(jiao)X射(she)線(xian)衍射(she)實時表征了在(zai)三(san)維鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)表面通過旋涂長鏈(lian)有機(ji)銨鹽溶液法所制備鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)(jing)形成(cheng)過程，明確了與長鏈(lian)有機(ji)銨分子(zi)發生反應(ying)(ying)的(de)反應(ying)(ying)物；并(bing)通過追蹤反應(ying)(ying)產物在(zai)熱退火前后(hou)的(de)晶體(ti)結構(gou)演變，探究了鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)(jing)形成(cheng)過程的(de)具體(ti)路徑。這一研(yan)(yan)究成(cheng)果發表在(zai)材料(liao)(liao)(liao)領(ling)域(yu)(yu)國(guo)際頂(ding)尖期(qi)刊《先進(jin)材料(liao)(liao)(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論(lun)文(wen)第一作(zuo)者為霍夫曼先進(jin)材料(liao)(liao)(liao)研(yan)(yan)究院(yuan)胡漢林副教授(shou)，深(shen)圳職(zhi)業(ye)技術學(xue)院(yuan)為論(lun)文(wen)第一完(wan)成(cheng)單位。

有(you)機(ji)(ji)(ji)-無機(ji)(ji)(ji)雜化(hua)鈣鈦礦(kuang)太陽能(neng)電池(chi)(chi)，因其優(you)異的(de)(de)(de)光電轉換效率(lv)(lv)（經認證的(de)(de)(de)單結(jie)小面積有(you)機(ji)(ji)(ji)-無機(ji)(ji)(ji)雜化(hua)鈣鈦礦(kuang)太陽能(neng)電池(chi)(chi)效率(lv)(lv)已達25.5%）、較低的(de)(de)(de)成(cheng)本以(yi)及優(you)良的(de)(de)(de)力學柔(rou)性等(deng)特點，在(zai)(zai)新(xin)能(neng)源領域展現(xian)出了巨(ju)大的(de)(de)(de)應(ying)(ying)用前景(jing)。而基于ABX3傳(chuan)統三(san)維結(jie)構的(de)(de)(de)鈣鈦礦(kuang)材料由于自(zi)身(shen)的(de)(de)(de)離(li)子遷移，以(yi)及在(zai)(zai)外界(jie)光、熱、水等(deng)因素下(xia)很容(rong)易被(bei)破壞，面臨著長期(qi)穩定性差的(de)(de)(de)問題，嚴(yan)重制(zhi)約(yue)了其實際應(ying)(ying)用。科學工作者(zhe)創新(xin)地通過(guo)鈣鈦礦(kuang)量(liang)(liang)子阱修飾傳(chuan)統的(de)(de)(de)三(san)維鈣鈦礦(kuang)方法來(lai)制(zhi)備具有(you)量(liang)(liang)子阱/三(san)維鈣鈦礦(kuang)復合結(jie)構的(de)(de)(de)太陽能(neng)電池(chi)(chi)，使得所制(zhi)備的(de)(de)(de)器件具有(you)良好的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)輻(fu)照(zhao)、耐(nai)(nai)高溫(wen)和耐(nai)(nai)濕度特性。現(xian)有(you)的(de)(de)(de)報(bao)道主(zhu)要集中(zhong)在(zai)(zai)器件的(de)(de)(de)效率(lv)(lv)和穩定性，但(dan)對(dui)于量(liang)(liang)子阱的(de)(de)(de)形成(cheng)機(ji)(ji)(ji)理(li)(li)卻鮮有(you)報(bao)道，尤其是對(dui)在(zai)(zai)不同條(tiao)件下(xia)的(de)(de)(de)鈣鈦礦(kuang)量(liang)(liang)子阱生長機(ji)(ji)(ji)理(li)(li)并(bing)不清楚。

為此，我校(xiao)研(yan)究團(tuan)隊采用高(gao)能(neng)同步輻射掠入射角X射線衍射實時(shi)表(biao)征了(le)在(zai)三(san)維鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)表(biao)面通過(guo)旋涂(tu)長鏈有(you)機(ji)銨鹽溶液法所制備(bei)鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)形(xing)成過(guo)程(cheng)，在(zai)了(le)解鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)生長機(ji)理的(de)(de)(de)(de)前提下，研(yan)究了(le)不同反(fan)(fan)應(ying)條件(jian)對(dui)(dui)鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)相純度和(he)取向有(you)序性(xing)(xing)(xing)產生影響(xiang)。該(gai)項成果(guo)從(cong)化學反(fan)(fan)應(ying)的(de)(de)(de)(de)機(ji)理上(shang)確定(ding)了(le)與長鏈分(fen)子(zi)反(fan)(fan)應(ying)的(de)(de)(de)(de)反(fan)(fan)應(ying)物，明確了(le)鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)形(xing)成機(ji)理，探究了(le)鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)調控與器(qi)(qi)件(jian)效(xiao)率(lv)(lv)(lv)以及穩定(ding)性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)本(ben)質聯(lian)系，并指出了(le)有(you)效(xiao)的(de)(de)(de)(de)調控手(shou)段，建立了(le)量子(zi)阱(jing)/三(san)維鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復合結(jie)構(gou)薄膜(mo)最基(ji)礎(chu)理論依據。鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)優越的(de)(de)(de)(de)材料(liao)性(xing)(xing)(xing)能(neng)預示(shi)著理論上(shang)它具備(bei)打破現(xian)有(you)傳統光(guang)伏格局的(de)(de)(de)(de)能(neng)力，目前科研(yan)領域正在(zai)關注單結(jie)鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)電(dian)(dian)池的(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)(lv)(lv)、穩定(ding)性(xing)(xing)(xing)和(he)降低(di)鉛污染，有(you)初創(chuang)企業推出的(de)(de)(de)(de)單結(jie)組(zu)(zu)件(jian)能(neng)量轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)(lv)(lv)已超過(guo)17%，接近(jin)多晶硅組(zu)(zu)件(jian)的(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)(lv)(lv)，并且理論成本(ben)更低(di)。本(ben)研(yan)究工作針(zhen)對(dui)(dui)傳統三(san)維鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)光(guang)伏器(qi)(qi)件(jian)穩定(ding)性(xing)(xing)(xing)差的(de)(de)(de)(de)特點(dian)，從(cong)成膜(mo)機(ji)理上(shang)提出了(le)量子(zi)阱(jing)/三(san)維鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復合結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)(de)有(you)效(xiao)調控手(shou)段，有(you)望從(cong)根本(ben)上(shang)提高(gao)器(qi)(qi)件(jian)的(de)(de)(de)(de)使(shi)用壽(shou)命，降低(di)器(qi)(qi)件(jian)的(de)(de)(de)(de)制備(bei)成本(ben)，為工業化生高(gao)效(xiao)穩定(ding)鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)太陽能(neng)電(dian)(dian)池提供了(le)新(xin)的(de)(de)(de)(de)技術途徑(jing)。

Advanced Materials是材料(liao)學科世界頂(ding)尖期刊，在國際材料(liao)領域享譽盛名，當(dang)前影響因子27.39。該(gai)研究工作受到國家自然科學基金(jin)委、深圳市科創委以(yi)及深圳職(zhi)業技術學院的(de)資助。

（霍夫曼先(xian)進材(cai)料研究院）