近日，我校霍夫(fu)曼先(xian)進材(cai)料研究院諾獎團隊(dui)在(zai)(zai)利用高能同步輻(fu)射對鈣(gai)鈦(tai)礦量子(zi)(zi)阱(jing)(jing)的(de)形成(cheng)機(ji)理研究領(ling)域取得重要進展：研究團隊(dui)采用高能掠入射角X射線衍射實時(shi)表征了在(zai)(zai)三維鈣(gai)鈦(tai)礦表面通(tong)(tong)過(guo)旋涂長(chang)鏈(lian)有(you)機(ji)銨鹽溶液法所(suo)制備(bei)鈣(gai)鈦(tai)礦量子(zi)(zi)阱(jing)(jing)形成(cheng)過(guo)程，明確了與長(chang)鏈(lian)有(you)機(ji)銨分子(zi)(zi)發生反應的(de)反應物；并通(tong)(tong)過(guo)追蹤反應產物在(zai)(zai)熱退火前后的(de)晶(jing)體結(jie)構演變，探究了鈣(gai)鈦(tai)礦量子(zi)(zi)阱(jing)(jing)形成(cheng)過(guo)程的(de)具體路徑。這一(yi)研究成(cheng)果發表在(zai)(zai)材(cai)料領(ling)域國際頂(ding)尖期刊《先(xian)進材(cai)料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文第(di)一(yi)作者(zhe)為霍夫(fu)曼先(xian)進材(cai)料研究院胡漢(han)林副教授，深圳(zhen)職業技術學(xue)院為論文第(di)一(yi)完成(cheng)單位(wei)。

有(you)機(ji)-無機(ji)雜(za)化鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)太(tai)陽能(neng)電(dian)池，因(yin)其(qi)優(you)(you)異的(de)(de)(de)(de)光電(dian)轉換(huan)效(xiao)率(lv)(lv)（經認證的(de)(de)(de)(de)單結(jie)小(xiao)面(mian)積(ji)有(you)機(ji)-無機(ji)雜(za)化鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)太(tai)陽能(neng)電(dian)池效(xiao)率(lv)(lv)已達25.5%）、較低的(de)(de)(de)(de)成(cheng)本以及優(you)(you)良的(de)(de)(de)(de)力學柔性等特(te)點，在(zai)(zai)新能(neng)源領域展現(xian)出了巨(ju)大(da)的(de)(de)(de)(de)應(ying)用前(qian)景。而基于(yu)(yu)ABX3傳統(tong)三(san)維(wei)結(jie)構的(de)(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)材料由于(yu)(yu)自(zi)身的(de)(de)(de)(de)離子(zi)(zi)(zi)遷移(yi)，以及在(zai)(zai)外界(jie)光、熱、水等因(yin)素下很容易被破壞，面(mian)臨著長(chang)期穩(wen)定性差的(de)(de)(de)(de)問題，嚴重制約(yue)了其(qi)實際(ji)應(ying)用。科學工作者創新地通過(guo)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)修飾傳統(tong)的(de)(de)(de)(de)三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)方(fang)法來(lai)制備具有(you)量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)/三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)復合結(jie)構的(de)(de)(de)(de)太(tai)陽能(neng)電(dian)池，使得所制備的(de)(de)(de)(de)器(qi)件(jian)具有(you)良好(hao)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)輻(fu)照(zhao)、耐(nai)高溫(wen)和耐(nai)濕(shi)度特(te)性。現(xian)有(you)的(de)(de)(de)(de)報道(dao)主要集中在(zai)(zai)器(qi)件(jian)的(de)(de)(de)(de)效(xiao)率(lv)(lv)和穩(wen)定性，但對(dui)于(yu)(yu)量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)形成(cheng)機(ji)理(li)卻鮮有(you)報道(dao)，尤其(qi)是對(dui)在(zai)(zai)不同條件(jian)下的(de)(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)生長(chang)機(ji)理(li)并不清楚(chu)。

為(wei)此，我校(xiao)研(yan)(yan)究團隊采用(yong)高(gao)能(neng)(neng)同(tong)(tong)步輻射掠(lve)入(ru)射角X射線衍(yan)射實時表征了(le)(le)(le)在(zai)三(san)(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)表面通過旋(xuan)涂長鏈(lian)有(you)(you)(you)機(ji)銨鹽溶液法(fa)所制備(bei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)過程，在(zai)了(le)(le)(le)解鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)生(sheng)長機(ji)理(li)的(de)(de)前(qian)提(ti)(ti)下，研(yan)(yan)究了(le)(le)(le)不同(tong)(tong)反(fan)應條(tiao)件(jian)(jian)對鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)相(xiang)純(chun)度和取向有(you)(you)(you)序(xu)性產生(sheng)影響。該項成(cheng)(cheng)(cheng)果(guo)從化學反(fan)應的(de)(de)機(ji)理(li)上確定了(le)(le)(le)與長鏈(lian)分子(zi)反(fan)應的(de)(de)反(fan)應物，明確了(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)機(ji)理(li)，探究了(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)調(diao)控(kong)(kong)與器(qi)件(jian)(jian)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)以(yi)及穩(wen)定性的(de)(de)本(ben)質聯系，并指出(chu)了(le)(le)(le)有(you)(you)(you)效(xiao)(xiao)的(de)(de)調(diao)控(kong)(kong)手(shou)段(duan)，建(jian)立了(le)(le)(le)量(liang)子(zi)阱(jing)/三(san)(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)復(fu)合(he)結(jie)構(gou)薄膜最基(ji)礎理(li)論(lun)(lun)依據。鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)優越的(de)(de)材料性能(neng)(neng)預(yu)示著理(li)論(lun)(lun)上它具備(bei)打破現有(you)(you)(you)傳(chuan)統光伏(fu)格局(ju)的(de)(de)能(neng)(neng)力(li)，目前(qian)科研(yan)(yan)領(ling)域正在(zai)關注(zhu)單結(jie)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)電池(chi)的(de)(de)轉換(huan)(huan)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)、穩(wen)定性和降(jiang)低(di)鉛污染(ran)，有(you)(you)(you)初創企(qi)業(ye)推出(chu)的(de)(de)單結(jie)組件(jian)(jian)能(neng)(neng)量(liang)轉換(huan)(huan)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)已超(chao)過17%，接近多晶硅組件(jian)(jian)的(de)(de)轉換(huan)(huan)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)，并且理(li)論(lun)(lun)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)更低(di)。本(ben)研(yan)(yan)究工作針對傳(chuan)統三(san)(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)光伏(fu)器(qi)件(jian)(jian)穩(wen)定性差的(de)(de)特點，從成(cheng)(cheng)(cheng)膜機(ji)理(li)上提(ti)(ti)出(chu)了(le)(le)(le)量(liang)子(zi)阱(jing)/三(san)(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)復(fu)合(he)結(jie)構(gou)的(de)(de)有(you)(you)(you)效(xiao)(xiao)調(diao)控(kong)(kong)手(shou)段(duan)，有(you)(you)(you)望從根本(ben)上提(ti)(ti)高(gao)器(qi)件(jian)(jian)的(de)(de)使(shi)用(yong)壽命，降(jiang)低(di)器(qi)件(jian)(jian)的(de)(de)制備(bei)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)，為(wei)工業(ye)化生(sheng)高(gao)效(xiao)(xiao)穩(wen)定鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)太陽能(neng)(neng)電池(chi)提(ti)(ti)供了(le)(le)(le)新的(de)(de)技術途徑(jing)。

Advanced Materials是材料學科世界頂(ding)尖期刊(kan)，在國際材料領(ling)域享譽盛名，當前(qian)影響因子27.39。該研究(jiu)工作受到(dao)國家(jia)自然科學基金委、深圳(zhen)市(shi)科創委以及深圳(zhen)職業(ye)技術學院(yuan)的資助。

（霍(huo)夫曼先進材料研究(jiu)院）