近日，我(wo)校霍夫(fu)曼先進材料(liao)研(yan)究院諾獎團隊(dui)在利(li)用(yong)高能同步輻射(she)對鈣鈦(tai)礦量(liang)子(zi)阱(jing)(jing)的(de)形(xing)成(cheng)機(ji)理研(yan)究領域取(qu)得重要進展：研(yan)究團隊(dui)采用(yong)高能掠(lve)入(ru)射(she)角(jiao)X射(she)線(xian)衍射(she)實時表(biao)征了(le)(le)在三維鈣鈦(tai)礦表(biao)面通過(guo)旋涂長(chang)鏈有機(ji)銨(an)鹽溶液(ye)法所制備鈣鈦(tai)礦量(liang)子(zi)阱(jing)(jing)形(xing)成(cheng)過(guo)程，明確了(le)(le)與(yu)長(chang)鏈有機(ji)銨(an)分子(zi)發生反應的(de)反應物；并通過(guo)追(zhui)蹤(zong)反應產物在熱退火前后的(de)晶體(ti)結(jie)構演(yan)變，探(tan)究了(le)(le)鈣鈦(tai)礦量(liang)子(zi)阱(jing)(jing)形(xing)成(cheng)過(guo)程的(de)具體(ti)路徑。這(zhe)一研(yan)究成(cheng)果發表(biao)在材料(liao)領域國際頂尖期刊《先進材料(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論(lun)文第一作者為霍夫(fu)曼先進材料(liao)研(yan)究院胡漢(han)林副教授，深圳職業(ye)技術學(xue)院為論(lun)文第一完(wan)成(cheng)單位。

有(you)(you)機(ji)(ji)-無(wu)(wu)機(ji)(ji)雜化鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)太陽能電(dian)池，因其(qi)優異的(de)(de)光(guang)電(dian)轉換效(xiao)率(lv)（經認證的(de)(de)單結(jie)小(xiao)面積有(you)(you)機(ji)(ji)-無(wu)(wu)機(ji)(ji)雜化鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)太陽能電(dian)池效(xiao)率(lv)已達(da)25.5%）、較低的(de)(de)成本以(yi)(yi)及優良(liang)的(de)(de)力學柔性(xing)等(deng)特點，在(zai)新(xin)能源領(ling)域展(zhan)現(xian)出(chu)了巨大的(de)(de)應用前(qian)景。而基(ji)于(yu)(yu)ABX3傳統三(san)維結(jie)構的(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)材料(liao)由于(yu)(yu)自身的(de)(de)離子遷移，以(yi)(yi)及在(zai)外界光(guang)、熱、水等(deng)因素下很容(rong)易被破壞，面臨著長期穩(wen)定(ding)性(xing)差(cha)的(de)(de)問(wen)題，嚴(yan)重制約了其(qi)實際(ji)應用。科學工作者創新(xin)地通(tong)過(guo)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量子阱(jing)修飾傳統的(de)(de)三(san)維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)方法來制備(bei)具有(you)(you)量子阱(jing)/三(san)維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復合結(jie)構的(de)(de)太陽能電(dian)池，使(shi)得所制備(bei)的(de)(de)器(qi)(qi)件(jian)具有(you)(you)良(liang)好的(de)(de)耐輻照、耐高溫(wen)和耐濕(shi)度特性(xing)。現(xian)有(you)(you)的(de)(de)報道主要集中在(zai)器(qi)(qi)件(jian)的(de)(de)效(xiao)率(lv)和穩(wen)定(ding)性(xing)，但對(dui)于(yu)(yu)量子阱(jing)的(de)(de)形成機(ji)(ji)理(li)卻(que)鮮有(you)(you)報道，尤(you)其(qi)是對(dui)在(zai)不同條(tiao)件(jian)下的(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量子阱(jing)生長機(ji)(ji)理(li)并不清楚(chu)。

為此，我校研(yan)(yan)究團隊采用高能(neng)同(tong)步輻射掠入射角X射線衍射實時表(biao)征了(le)(le)(le)在三維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)表(biao)面通過旋(xuan)涂長(chang)鏈有(you)(you)機銨鹽溶液法所制(zhi)(zhi)備鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)(jing)形(xing)成(cheng)過程(cheng)，在了(le)(le)(le)解鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)生(sheng)長(chang)機理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)前(qian)提(ti)下(xia)，研(yan)(yan)究了(le)(le)(le)不同(tong)反應(ying)條(tiao)件(jian)(jian)(jian)對(dui)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)純度和取(qu)向有(you)(you)序性(xing)(xing)(xing)產生(sheng)影響(xiang)。該項成(cheng)果從化學反應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)機理(li)上(shang)確(que)定了(le)(le)(le)與長(chang)鏈分(fen)子(zi)反應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)反應(ying)物，明確(que)了(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)成(cheng)機理(li)，探究了(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)調(diao)控(kong)與器(qi)件(jian)(jian)(jian)效(xiao)(xiao)率以及穩定性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)本(ben)質(zhi)聯系，并指出(chu)了(le)(le)(le)有(you)(you)效(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)調(diao)控(kong)手段，建立了(le)(le)(le)量(liang)子(zi)阱(jing)(jing)/三維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復合結(jie)構(gou)(gou)薄膜最基(ji)礎理(li)論依據。鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)優越的(de)(de)(de)(de)(de)材料性(xing)(xing)(xing)能(neng)預示著理(li)論上(shang)它(ta)具備打破現有(you)(you)傳統(tong)光(guang)伏格局的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)力，目前(qian)科研(yan)(yan)領域(yu)正在關注單(dan)結(jie)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)電池的(de)(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)(xiao)率、穩定性(xing)(xing)(xing)和降低(di)(di)鉛污染，有(you)(you)初創企業推(tui)出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)單(dan)結(jie)組件(jian)(jian)(jian)能(neng)量(liang)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)(xiao)率已超過17%，接近(jin)多晶(jing)硅組件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)(xiao)率，并且理(li)論成(cheng)本(ben)更低(di)(di)。本(ben)研(yan)(yan)究工(gong)作針(zhen)對(dui)傳統(tong)三維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)光(guang)伏器(qi)件(jian)(jian)(jian)穩定性(xing)(xing)(xing)差的(de)(de)(de)(de)(de)特點，從成(cheng)膜機理(li)上(shang)提(ti)出(chu)了(le)(le)(le)量(liang)子(zi)阱(jing)(jing)/三維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復合結(jie)構(gou)(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)有(you)(you)效(xiao)(xiao)調(diao)控(kong)手段，有(you)(you)望從根本(ben)上(shang)提(ti)高器(qi)件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)使用壽命，降低(di)(di)器(qi)件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)制(zhi)(zhi)備成(cheng)本(ben)，為工(gong)業化生(sheng)高效(xiao)(xiao)穩定鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)太陽能(neng)電池提(ti)供了(le)(le)(le)新的(de)(de)(de)(de)(de)技術途徑(jing)。

Advanced Materials是材(cai)料(liao)學(xue)科世界(jie)頂尖期刊，在國際材(cai)料(liao)領域享譽盛名，當前影響因(yin)子27.39。該(gai)研究工(gong)作(zuo)受到國家自然科學(xue)基(ji)金委、深圳(zhen)市科創(chuang)委以及深圳(zhen)職(zhi)業技(ji)術(shu)學(xue)院的資助。

（霍夫(fu)曼先進材料(liao)研究(jiu)院）