近日(ri)，我校霍夫曼先(xian)進材料研(yan)究(jiu)院(yuan)諾獎團隊在(zai)利用(yong)高能同步輻射(she)對鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)量子(zi)阱(jing)的(de)形(xing)成機(ji)理研(yan)究(jiu)領域取得重要進展：研(yan)究(jiu)團隊采用(yong)高能掠入射(she)角X射(she)線(xian)衍(yan)射(she)實時表(biao)征(zheng)了在(zai)三維(wei)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)表(biao)面通過(guo)(guo)旋涂(tu)長鏈有機(ji)銨鹽溶液(ye)法所制備(bei)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)量子(zi)阱(jing)形(xing)成過(guo)(guo)程，明確了與(yu)長鏈有機(ji)銨分(fen)子(zi)發生反應(ying)的(de)反應(ying)物；并通過(guo)(guo)追蹤反應(ying)產物在(zai)熱退(tui)火前后的(de)晶體結構演(yan)變，探究(jiu)了鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)量子(zi)阱(jing)形(xing)成過(guo)(guo)程的(de)具體路徑(jing)。這一(yi)(yi)研(yan)究(jiu)成果(guo)發表(biao)在(zai)材料領域國際頂尖期刊《先(xian)進材料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文(wen)第一(yi)(yi)作者為霍夫曼先(xian)進材料研(yan)究(jiu)院(yuan)胡漢林副(fu)教授，深圳職業技術學院(yuan)為論文(wen)第一(yi)(yi)完成單位。

有(you)(you)機(ji)-無(wu)機(ji)雜化鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)太陽(yang)(yang)能電池，因其優異的(de)(de)(de)(de)光(guang)電轉(zhuan)換效(xiao)率(lv)(lv)（經認證的(de)(de)(de)(de)單結(jie)小面(mian)積有(you)(you)機(ji)-無(wu)機(ji)雜化鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)太陽(yang)(yang)能電池效(xiao)率(lv)(lv)已達25.5%）、較低的(de)(de)(de)(de)成(cheng)本(ben)以及(ji)優良的(de)(de)(de)(de)力學(xue)柔(rou)性等特點(dian)，在(zai)新能源領域展現出了(le)巨大的(de)(de)(de)(de)應用前(qian)景。而基于(yu)ABX3傳統(tong)三(san)維(wei)結(jie)構(gou)(gou)的(de)(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)材料由(you)于(yu)自身的(de)(de)(de)(de)離子遷移，以及(ji)在(zai)外界光(guang)、熱、水等因素下很容易被破壞，面(mian)臨著長(chang)期(qi)穩(wen)定(ding)性差的(de)(de)(de)(de)問題，嚴重制約了(le)其實際應用。科學(xue)工(gong)作者創新地通過(guo)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量子阱(jing)(jing)修飾(shi)傳統(tong)的(de)(de)(de)(de)三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)方法來制備具有(you)(you)量子阱(jing)(jing)/三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)復(fu)合結(jie)構(gou)(gou)的(de)(de)(de)(de)太陽(yang)(yang)能電池，使得所制備的(de)(de)(de)(de)器(qi)(qi)件具有(you)(you)良好(hao)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)輻照、耐(nai)高(gao)溫和耐(nai)濕度特性。現有(you)(you)的(de)(de)(de)(de)報道主(zhu)要集中在(zai)器(qi)(qi)件的(de)(de)(de)(de)效(xiao)率(lv)(lv)和穩(wen)定(ding)性，但對于(yu)量子阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)形成(cheng)機(ji)理(li)卻鮮(xian)有(you)(you)報道，尤其是對在(zai)不(bu)同條(tiao)件下的(de)(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量子阱(jing)(jing)生長(chang)機(ji)理(li)并不(bu)清楚。

為此，我校研(yan)究團隊采用高(gao)能(neng)同(tong)(tong)步輻(fu)射(she)掠入射(she)角X射(she)線衍射(she)實時表征了在(zai)三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)表面通(tong)過旋涂長鏈有(you)(you)機(ji)(ji)銨(an)鹽溶液法所制(zhi)備鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子阱(jing)形成(cheng)(cheng)(cheng)過程，在(zai)了解(jie)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)生(sheng)長機(ji)(ji)理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)前提(ti)(ti)下，研(yan)究了不(bu)同(tong)(tong)反應條件(jian)(jian)對(dui)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)純(chun)度和取向有(you)(you)序性(xing)(xing)產生(sheng)影(ying)響。該項成(cheng)(cheng)(cheng)果(guo)從(cong)化學(xue)反應的(de)(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)(ji)理(li)(li)(li)上確定了與長鏈分(fen)子反應的(de)(de)(de)(de)(de)(de)反應物，明確了鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)形成(cheng)(cheng)(cheng)機(ji)(ji)理(li)(li)(li)，探究了鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)調控與器(qi)件(jian)(jian)效(xiao)(xiao)率(lv)以及穩(wen)(wen)定性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)本(ben)質聯(lian)系，并指出(chu)了有(you)(you)效(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)調控手段，建立了量(liang)(liang)(liang)子阱(jing)/三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復(fu)合結(jie)構(gou)薄膜最基礎理(li)(li)(li)論(lun)依據。鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)優越的(de)(de)(de)(de)(de)(de)材料(liao)性(xing)(xing)能(neng)預示著理(li)(li)(li)論(lun)上它具(ju)備打(da)破現有(you)(you)傳統(tong)光伏格局的(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)力，目前科(ke)研(yan)領(ling)域(yu)正(zheng)在(zai)關注單結(jie)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)電(dian)(dian)池的(de)(de)(de)(de)(de)(de)轉換(huan)效(xiao)(xiao)率(lv)、穩(wen)(wen)定性(xing)(xing)和降低(di)鉛(qian)污染，有(you)(you)初(chu)創(chuang)企業(ye)推(tui)出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)單結(jie)組件(jian)(jian)能(neng)量(liang)(liang)(liang)轉換(huan)效(xiao)(xiao)率(lv)已(yi)超過17%，接近(jin)多晶硅組件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)轉換(huan)效(xiao)(xiao)率(lv)，并且理(li)(li)(li)論(lun)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)更(geng)低(di)。本(ben)研(yan)究工(gong)作針對(dui)傳統(tong)三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)光伏器(qi)件(jian)(jian)穩(wen)(wen)定性(xing)(xing)差的(de)(de)(de)(de)(de)(de)特點，從(cong)成(cheng)(cheng)(cheng)膜機(ji)(ji)理(li)(li)(li)上提(ti)(ti)出(chu)了量(liang)(liang)(liang)子阱(jing)/三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復(fu)合結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)有(you)(you)效(xiao)(xiao)調控手段，有(you)(you)望從(cong)根本(ben)上提(ti)(ti)高(gao)器(qi)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)使用壽命，降低(di)器(qi)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)制(zhi)備成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)，為工(gong)業(ye)化生(sheng)高(gao)效(xiao)(xiao)穩(wen)(wen)定鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)太陽能(neng)電(dian)(dian)池提(ti)(ti)供(gong)了新(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)技術(shu)途徑。

Advanced Materials是材料學(xue)科世界頂尖期(qi)刊，在國際材料領域(yu)享譽盛(sheng)名，當前(qian)影響因子(zi)27.39。該研究(jiu)工作受到(dao)國家(jia)自然科學(xue)基金委、深圳市科創委以及深圳職業(ye)技術學(xue)院的資助。

（霍夫曼先(xian)進材料研究(jiu)院）