近日，我(wo)校霍(huo)夫曼(man)先進(jin)材(cai)料(liao)研究院(yuan)(yuan)諾獎團隊(dui)在利用高能(neng)同步輻射(she)對鈣鈦礦(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)的形(xing)成(cheng)機理研究領域取得重要進(jin)展：研究團隊(dui)采用高能(neng)掠(lve)入(ru)射(she)角(jiao)X射(she)線衍(yan)射(she)實時表(biao)征了在三維鈣鈦礦(kuang)表(biao)面通過旋涂長鏈(lian)有(you)機銨鹽(yan)溶液(ye)法(fa)所(suo)制備鈣鈦礦(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)形(xing)成(cheng)過程(cheng)，明(ming)確了與(yu)長鏈(lian)有(you)機銨分子(zi)發生反(fan)應(ying)的反(fan)應(ying)物；并通過追(zhui)蹤(zong)反(fan)應(ying)產物在熱退火(huo)前后的晶體(ti)結(jie)構演變，探究了鈣鈦礦(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)形(xing)成(cheng)過程(cheng)的具體(ti)路徑。這一(yi)研究成(cheng)果發表(biao)在材(cai)料(liao)領域國際頂尖期刊(kan)《先進(jin)材(cai)料(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文(wen)第一(yi)作者為霍(huo)夫曼(man)先進(jin)材(cai)料(liao)研究院(yuan)(yuan)胡漢林副(fu)教授，深圳職(zhi)業技術學(xue)院(yuan)(yuan)為論文(wen)第一(yi)完成(cheng)單位。

有機(ji)-無機(ji)雜化(hua)鈣鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦太陽能(neng)電(dian)(dian)池(chi)(chi)，因(yin)其優(you)異的(de)光(guang)電(dian)(dian)轉換效率(lv)(lv)（經(jing)認證的(de)單結小面(mian)積(ji)有機(ji)-無機(ji)雜化(hua)鈣鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦太陽能(neng)電(dian)(dian)池(chi)(chi)效率(lv)(lv)已(yi)達(da)25.5%）、較低(di)的(de)成本以(yi)及優(you)良的(de)力學(xue)柔(rou)性(xing)(xing)等(deng)(deng)特(te)(te)點，在新能(neng)源領域展現出了巨大的(de)應用前景。而基于ABX3傳統三維結構的(de)鈣鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦材(cai)料由于自身的(de)離子(zi)遷移，以(yi)及在外界光(guang)、熱、水等(deng)(deng)因(yin)素下(xia)很容易被破壞，面(mian)臨著長期(qi)穩定(ding)性(xing)(xing)差的(de)問題，嚴重(zhong)制(zhi)約了其實際應用。科(ke)學(xue)工作者創新地通過鈣鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦量(liang)子(zi)阱修飾傳統的(de)三維鈣鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦方法來制(zhi)備具有量(liang)子(zi)阱/三維鈣鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦復合結構的(de)太陽能(neng)電(dian)(dian)池(chi)(chi)，使得所制(zhi)備的(de)器件具有良好的(de)耐輻照、耐高(gao)溫和耐濕度特(te)(te)性(xing)(xing)。現有的(de)報(bao)道主(zhu)要集中在器件的(de)效率(lv)(lv)和穩定(ding)性(xing)(xing)，但對于量(liang)子(zi)阱的(de)形成機(ji)理卻(que)鮮有報(bao)道，尤(you)其是對在不(bu)同條件下(xia)的(de)鈣鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦量(liang)子(zi)阱生長機(ji)理并(bing)不(bu)清楚。

為(wei)此，我(wo)校(xiao)研(yan)究(jiu)團隊采(cai)用高能同步輻射(she)掠入(ru)射(she)角X射(she)線衍射(she)實時表征了在(zai)三(san)(san)(san)維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)表面通(tong)過旋(xuan)涂(tu)長鏈(lian)有(you)機(ji)(ji)銨鹽溶(rong)液法所制備鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子阱形(xing)(xing)成(cheng)過程，在(zai)了解鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)生長機(ji)(ji)理的(de)(de)前提(ti)下，研(yan)究(jiu)了不同反(fan)應(ying)條件(jian)對(dui)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子阱的(de)(de)相純度(du)和取向(xiang)有(you)序性(xing)(xing)產生影響(xiang)。該項成(cheng)果從化(hua)學反(fan)應(ying)的(de)(de)機(ji)(ji)理上確(que)定(ding)了與(yu)長鏈(lian)分子反(fan)應(ying)的(de)(de)反(fan)應(ying)物，明(ming)確(que)了鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子阱的(de)(de)形(xing)(xing)成(cheng)機(ji)(ji)理，探究(jiu)了鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子阱的(de)(de)調(diao)(diao)控(kong)與(yu)器件(jian)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)率以及穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)的(de)(de)本(ben)質(zhi)聯系，并指出(chu)(chu)了有(you)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)的(de)(de)調(diao)(diao)控(kong)手段(duan)，建立了量子阱/三(san)(san)(san)維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復合結(jie)(jie)構薄膜(mo)最基礎理論依據。鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)優越(yue)的(de)(de)材料性(xing)(xing)能預示著(zhu)理論上它(ta)具備打破現有(you)傳統光伏格局的(de)(de)能力，目(mu)前科研(yan)領(ling)域正(zheng)在(zai)關注(zhu)單結(jie)(jie)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)電(dian)池的(de)(de)轉換效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)率、穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)和降低鉛污染，有(you)初創企業(ye)推出(chu)(chu)的(de)(de)單結(jie)(jie)組件(jian)能量轉換效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)率已超(chao)過17%，接近多晶硅組件(jian)的(de)(de)轉換效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)率，并且理論成(cheng)本(ben)更(geng)低。本(ben)研(yan)究(jiu)工作針對(dui)傳統三(san)(san)(san)維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)光伏器件(jian)穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)差的(de)(de)特點，從成(cheng)膜(mo)機(ji)(ji)理上提(ti)出(chu)(chu)了量子阱/三(san)(san)(san)維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復合結(jie)(jie)構的(de)(de)有(you)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)調(diao)(diao)控(kong)手段(duan)，有(you)望從根本(ben)上提(ti)高器件(jian)的(de)(de)使用壽(shou)命，降低器件(jian)的(de)(de)制備成(cheng)本(ben)，為(wei)工業(ye)化(hua)生高效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)穩(wen)定(ding)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太陽(yang)能電(dian)池提(ti)供了新的(de)(de)技術途徑。

Advanced Materials是材(cai)料學科世界(jie)頂尖期刊，在(zai)國際材(cai)料領域(yu)享譽盛名，當前影(ying)響因子(zi)27.39。該研究(jiu)工作受(shou)到國家自然科學基金(jin)委、深圳(zhen)市(shi)科創委以及深圳(zhen)職(zhi)業(ye)技術學院的資助(zhu)。

（霍夫曼先進材料研究院(yuan)）