近日，我校霍夫曼(man)先進(jin)材料研(yan)究院(yuan)諾獎團隊(dui)在(zai)利(li)用高能(neng)同步輻射(she)對鈣(gai)鈦礦量(liang)子阱(jing)的形成機(ji)理研(yan)究領域取得(de)重要進(jin)展：研(yan)究團隊(dui)采(cai)用高能(neng)掠入射(she)角X射(she)線(xian)衍射(she)實(shi)時表征(zheng)了(le)在(zai)三維鈣(gai)鈦礦表面(mian)通過旋(xuan)涂長(chang)鏈(lian)有(you)(you)機(ji)銨(an)鹽溶液(ye)法所制(zhi)備鈣(gai)鈦礦量(liang)子阱(jing)形成過程，明確了(le)與長(chang)鏈(lian)有(you)(you)機(ji)銨(an)分子發生(sheng)反應的反應物；并(bing)通過追蹤反應產物在(zai)熱退火前(qian)后的晶體結(jie)構演變(bian)，探究了(le)鈣(gai)鈦礦量(liang)子阱(jing)形成過程的具體路徑。這一(yi)研(yan)究成果發表在(zai)材料領域國際頂(ding)尖期刊(kan)《先進(jin)材料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文(wen)(wen)第(di)一(yi)作者(zhe)為霍夫曼(man)先進(jin)材料研(yan)究院(yuan)胡漢林副教授，深圳職業技術學院(yuan)為論文(wen)(wen)第(di)一(yi)完成單位。

有(you)機-無機雜化鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)太(tai)陽能電池，因其(qi)優(you)異的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)電轉換效率(lv)(lv)（經認證的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)單結(jie)小面(mian)積有(you)機-無機雜化鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)太(tai)陽能電池效率(lv)(lv)已達(da)25.5%）、較低的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)本以(yi)及(ji)優(you)良的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)力(li)學(xue)柔性(xing)(xing)等特點，在新(xin)能源(yuan)領域展現出了(le)巨大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應用(yong)前(qian)景(jing)。而基于ABX3傳統三維(wei)結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)材(cai)料由(you)于自身的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)離子(zi)遷移，以(yi)及(ji)在外界光(guang)、熱(re)、水(shui)等因素下(xia)很(hen)容易被破壞，面(mian)臨著(zhu)長期穩定性(xing)(xing)差的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)問題，嚴(yan)重制約了(le)其(qi)實際應用(yong)。科學(xue)工作者創新(xin)地(di)通過(guo)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)量子(zi)阱(jing)修飾傳統的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)三維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)方法(fa)來制備具(ju)有(you)量子(zi)阱(jing)/三維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)復合(he)結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)太(tai)陽能電池，使得所制備的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)器(qi)件具(ju)有(you)良好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)輻照、耐(nai)高溫和(he)耐(nai)濕度特性(xing)(xing)。現有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)報(bao)道主(zhu)要集中在器(qi)件的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)效率(lv)(lv)和(he)穩定性(xing)(xing)，但(dan)對于量子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)形成(cheng)機理卻鮮有(you)報(bao)道，尤其(qi)是對在不同條件下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)量子(zi)阱(jing)生長機理并不清(qing)楚。

為此，我(wo)校研(yan)究(jiu)團隊采用高(gao)能(neng)(neng)(neng)同步輻射(she)掠入射(she)角X射(she)線衍射(she)實時表征了(le)(le)(le)在三(san)(san)維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)表面通過旋(xuan)涂長(chang)(chang)鏈有(you)機(ji)銨鹽(yan)溶液法所制備(bei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱形(xing)成(cheng)過程，在了(le)(le)(le)解鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)生長(chang)(chang)機(ji)理(li)(li)(li)的(de)前提下(xia)，研(yan)究(jiu)了(le)(le)(le)不同反(fan)應(ying)(ying)條件(jian)(jian)對鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱的(de)相純(chun)度和取向有(you)序性產生影響。該項(xiang)成(cheng)果從化學反(fan)應(ying)(ying)的(de)機(ji)理(li)(li)(li)上確定了(le)(le)(le)與(yu)長(chang)(chang)鏈分子(zi)(zi)反(fan)應(ying)(ying)的(de)反(fan)應(ying)(ying)物，明(ming)確了(le)(le)(le)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱的(de)形(xing)成(cheng)機(ji)理(li)(li)(li)，探究(jiu)了(le)(le)(le)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱的(de)調控與(yu)器(qi)件(jian)(jian)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)以及穩定性的(de)本質(zhi)聯系，并(bing)指出(chu)了(le)(le)(le)有(you)效(xiao)(xiao)的(de)調控手段(duan)(duan)，建立了(le)(le)(le)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱/三(san)(san)維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復(fu)合(he)結(jie)構(gou)薄膜最基礎理(li)(li)(li)論依據。鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)優越的(de)材(cai)料性能(neng)(neng)(neng)預(yu)示著理(li)(li)(li)論上它具備(bei)打破現有(you)傳統光伏格局的(de)能(neng)(neng)(neng)力，目前科研(yan)領域正在關注單結(jie)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)電池的(de)轉(zhuan)(zhuan)換效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)、穩定性和降低(di)(di)鉛(qian)污染，有(you)初創企業推出(chu)的(de)單結(jie)組件(jian)(jian)能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)轉(zhuan)(zhuan)換效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)已超過17%，接近多(duo)晶硅組件(jian)(jian)的(de)轉(zhuan)(zhuan)換效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)，并(bing)且理(li)(li)(li)論成(cheng)本更低(di)(di)。本研(yan)究(jiu)工(gong)作針對傳統三(san)(san)維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)光伏器(qi)件(jian)(jian)穩定性差的(de)特點，從成(cheng)膜機(ji)理(li)(li)(li)上提出(chu)了(le)(le)(le)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱/三(san)(san)維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復(fu)合(he)結(jie)構(gou)的(de)有(you)效(xiao)(xiao)調控手段(duan)(duan)，有(you)望從根本上提高(gao)器(qi)件(jian)(jian)的(de)使用壽命(ming)，降低(di)(di)器(qi)件(jian)(jian)的(de)制備(bei)成(cheng)本，為工(gong)業化生高(gao)效(xiao)(xiao)穩定鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)太陽能(neng)(neng)(neng)電池提供(gong)了(le)(le)(le)新的(de)技術途徑。

Advanced Materials是(shi)材料(liao)學科世界頂(ding)尖期刊，在國際材料(liao)領域享譽盛名，當前(qian)影響因子27.39。該研(yan)究工(gong)作受到國家自然(ran)科學基(ji)金(jin)委(wei)、深圳市科創(chuang)委(wei)以及深圳職業技術學院的資(zi)助。

（霍(huo)夫曼(man)先進(jin)材(cai)料研究(jiu)院）