近日，我校霍(huo)夫曼先(xian)進(jin)材料研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)院諾獎(jiang)團(tuan)隊在(zai)利用高能同步輻(fu)射(she)對鈣(gai)鈦礦量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱的形成(cheng)(cheng)(cheng)機(ji)理(li)研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)領域(yu)取得(de)重(zhong)要進(jin)展(zhan)：研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)團(tuan)隊采用高能掠入(ru)射(she)角X射(she)線衍射(she)實(shi)時表征(zheng)了在(zai)三維鈣(gai)鈦礦表面通過(guo)(guo)旋涂長(chang)鏈有機(ji)銨(an)鹽溶液(ye)法所制備鈣(gai)鈦礦量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱形成(cheng)(cheng)(cheng)過(guo)(guo)程，明確了與長(chang)鏈有機(ji)銨(an)分(fen)子(zi)(zi)(zi)發生(sheng)反(fan)應(ying)(ying)的反(fan)應(ying)(ying)物；并通過(guo)(guo)追蹤反(fan)應(ying)(ying)產物在(zai)熱退火前后的晶體(ti)結(jie)構演變，探究(jiu)(jiu)(jiu)了鈣(gai)鈦礦量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱形成(cheng)(cheng)(cheng)過(guo)(guo)程的具體(ti)路徑。這一研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)成(cheng)(cheng)(cheng)果(guo)發表在(zai)材料領域(yu)國際頂尖期(qi)刊(kan)《先(xian)進(jin)材料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文第一作者為霍(huo)夫曼先(xian)進(jin)材料研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)院胡(hu)漢林副教授，深圳職(zhi)業(ye)技術(shu)學院為論文第一完(wan)成(cheng)(cheng)(cheng)單位。

有(you)機(ji)-無機(ji)雜化鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦太陽(yang)能(neng)電(dian)池，因其優異(yi)的(de)(de)(de)(de)光電(dian)轉換效(xiao)(xiao)率（經認(ren)證的(de)(de)(de)(de)單結(jie)小面(mian)積有(you)機(ji)-無機(ji)雜化鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦太陽(yang)能(neng)電(dian)池效(xiao)(xiao)率已達(da)25.5%）、較低的(de)(de)(de)(de)成本以及優良的(de)(de)(de)(de)力學(xue)柔性等(deng)特(te)點，在(zai)新能(neng)源(yuan)領域展現出了巨大(da)的(de)(de)(de)(de)應用(yong)(yong)前景。而基于(yu)ABX3傳統三(san)維結(jie)構的(de)(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦材料由于(yu)自身的(de)(de)(de)(de)離子(zi)遷移，以及在(zai)外界光、熱、水(shui)等(deng)因素下(xia)很容(rong)易被破壞，面(mian)臨著(zhu)長(chang)期穩定性差(cha)的(de)(de)(de)(de)問題，嚴重制約了其實際應用(yong)(yong)。科學(xue)工作(zuo)者創新地通(tong)過鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)(jing)修飾傳統的(de)(de)(de)(de)三(san)維鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦方(fang)法(fa)來制備具有(you)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)(jing)/三(san)維鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦復合結(jie)構的(de)(de)(de)(de)太陽(yang)能(neng)電(dian)池，使得所制備的(de)(de)(de)(de)器件(jian)具有(you)良好的(de)(de)(de)(de)耐輻照(zhao)、耐高溫和耐濕度特(te)性。現有(you)的(de)(de)(de)(de)報道主要(yao)集中在(zai)器件(jian)的(de)(de)(de)(de)效(xiao)(xiao)率和穩定性，但(dan)對(dui)(dui)于(yu)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)形(xing)成機(ji)理(li)卻鮮有(you)報道，尤其是對(dui)(dui)在(zai)不同條件(jian)下(xia)的(de)(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)(jing)生長(chang)機(ji)理(li)并(bing)不清楚。

為(wei)(wei)此，我(wo)校研(yan)究團隊采用高(gao)(gao)能(neng)(neng)(neng)同步輻射掠入射角X射線衍射實時表征了(le)(le)(le)(le)在三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)表面通過旋涂長(chang)鏈有(you)機銨(an)鹽溶液法所制(zhi)備鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)(zi)阱(jing)(jing)(jing)形成過程，在了(le)(le)(le)(le)解(jie)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)生(sheng)長(chang)機理(li)(li)的(de)前提(ti)下(xia)，研(yan)究了(le)(le)(le)(le)不同反(fan)(fan)(fan)應條件對鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)(zi)阱(jing)(jing)(jing)的(de)相純度和(he)(he)取向有(you)序性(xing)產生(sheng)影響(xiang)。該項成果(guo)從(cong)化學反(fan)(fan)(fan)應的(de)機理(li)(li)上確定(ding)了(le)(le)(le)(le)與長(chang)鏈分子(zi)(zi)反(fan)(fan)(fan)應的(de)反(fan)(fan)(fan)應物，明確了(le)(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)(zi)阱(jing)(jing)(jing)的(de)形成機理(li)(li)，探究了(le)(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)(zi)阱(jing)(jing)(jing)的(de)調(diao)控(kong)與器件效(xiao)率(lv)以(yi)及(ji)穩定(ding)性(xing)的(de)本(ben)質聯系(xi)，并指出(chu)了(le)(le)(le)(le)有(you)效(xiao)的(de)調(diao)控(kong)手(shou)段(duan)，建立了(le)(le)(le)(le)量子(zi)(zi)阱(jing)(jing)(jing)/三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復(fu)合(he)結(jie)(jie)構薄膜(mo)最(zui)基礎理(li)(li)論(lun)依(yi)據。鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)優越(yue)的(de)材料性(xing)能(neng)(neng)(neng)預示著理(li)(li)論(lun)上它具備打破(po)現有(you)傳(chuan)統光(guang)伏(fu)格局(ju)的(de)能(neng)(neng)(neng)力，目(mu)前科研(yan)領域正(zheng)在關注單(dan)結(jie)(jie)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)電池的(de)轉換效(xiao)率(lv)、穩定(ding)性(xing)和(he)(he)降低(di)鉛污染，有(you)初創企業(ye)推出(chu)的(de)單(dan)結(jie)(jie)組件能(neng)(neng)(neng)量轉換效(xiao)率(lv)已超過17%，接近多(duo)晶硅組件的(de)轉換效(xiao)率(lv)，并且理(li)(li)論(lun)成本(ben)更低(di)。本(ben)研(yan)究工(gong)作(zuo)針對傳(chuan)統三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)光(guang)伏(fu)器件穩定(ding)性(xing)差的(de)特點，從(cong)成膜(mo)機理(li)(li)上提(ti)出(chu)了(le)(le)(le)(le)量子(zi)(zi)阱(jing)(jing)(jing)/三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復(fu)合(he)結(jie)(jie)構的(de)有(you)效(xiao)調(diao)控(kong)手(shou)段(duan)，有(you)望從(cong)根本(ben)上提(ti)高(gao)(gao)器件的(de)使用壽命，降低(di)器件的(de)制(zhi)備成本(ben)，為(wei)(wei)工(gong)業(ye)化生(sheng)高(gao)(gao)效(xiao)穩定(ding)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太陽能(neng)(neng)(neng)電池提(ti)供了(le)(le)(le)(le)新的(de)技術途徑。

Advanced Materials是(shi)材料學科世界頂尖期刊，在國際材料領域享譽(yu)盛名，當前影響因子27.39。該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(ji)深圳職業技(ji)術學院的(de)資助。

（霍夫曼先進材料研究院(yuan)）