近日，我校霍夫曼(man)先(xian)(xian)(xian)進(jin)材料研(yan)(yan)究(jiu)院(yuan)諾獎(jiang)團(tuan)隊(dui)在(zai)利(li)用高能(neng)同步輻射(she)對鈣鈦礦(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱的形(xing)成機(ji)理研(yan)(yan)究(jiu)領域(yu)取得重(zhong)要進(jin)展(zhan)：研(yan)(yan)究(jiu)團(tuan)隊(dui)采用高能(neng)掠入射(she)角X射(she)線(xian)衍射(she)實時表(biao)征了在(zai)三維(wei)鈣鈦礦(kuang)表(biao)面通過旋涂長鏈(lian)有(you)機(ji)銨鹽(yan)溶液法所制(zhi)備鈣鈦礦(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱形(xing)成過程，明(ming)確(que)了與長鏈(lian)有(you)機(ji)銨分子(zi)(zi)發生(sheng)反應(ying)的反應(ying)物；并(bing)通過追蹤反應(ying)產物在(zai)熱退火(huo)前(qian)后的晶體(ti)結(jie)構演變，探究(jiu)了鈣鈦礦(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱形(xing)成過程的具(ju)體(ti)路徑(jing)。這一研(yan)(yan)究(jiu)成果(guo)發表(biao)在(zai)材料領域(yu)國際(ji)頂(ding)尖期刊《先(xian)(xian)(xian)進(jin)材料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論(lun)文第(di)一作者為(wei)霍夫曼(man)先(xian)(xian)(xian)進(jin)材料研(yan)(yan)究(jiu)院(yuan)胡漢林副教授，深圳職業技術學院(yuan)為(wei)論(lun)文第(di)一完成單(dan)位。

有(you)(you)機(ji)(ji)-無機(ji)(ji)雜化(hua)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)太(tai)陽能(neng)電(dian)池(chi)，因其優(you)異的(de)光電(dian)轉(zhuan)換效率(lv)（經認(ren)證(zheng)的(de)單結小面積有(you)(you)機(ji)(ji)-無機(ji)(ji)雜化(hua)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)太(tai)陽能(neng)電(dian)池(chi)效率(lv)已達(da)25.5%）、較低的(de)成本以(yi)及優(you)良(liang)(liang)的(de)力學(xue)柔性(xing)(xing)(xing)等特點，在新(xin)能(neng)源領域展現(xian)出了(le)巨大的(de)應用(yong)前(qian)景。而基(ji)于ABX3傳統三維(wei)(wei)結構(gou)的(de)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)材料(liao)由于自(zi)身的(de)離子遷移，以(yi)及在外(wai)界光、熱、水(shui)等因素(su)下很容(rong)易被破壞(huai)，面臨著(zhu)長(chang)期穩定(ding)性(xing)(xing)(xing)差(cha)的(de)問(wen)題，嚴重(zhong)制約了(le)其實際應用(yong)。科(ke)學(xue)工作(zuo)者創新(xin)地通過(guo)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子阱(jing)修飾(shi)傳統的(de)三維(wei)(wei)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)方(fang)法來制備(bei)具有(you)(you)量(liang)子阱(jing)/三維(wei)(wei)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)復合(he)結構(gou)的(de)太(tai)陽能(neng)電(dian)池(chi)，使(shi)得所制備(bei)的(de)器件具有(you)(you)良(liang)(liang)好的(de)耐(nai)(nai)輻照、耐(nai)(nai)高溫(wen)和耐(nai)(nai)濕度特性(xing)(xing)(xing)。現(xian)有(you)(you)的(de)報(bao)道主要集中在器件的(de)效率(lv)和穩定(ding)性(xing)(xing)(xing)，但(dan)對(dui)于量(liang)子阱(jing)的(de)形成機(ji)(ji)理卻鮮有(you)(you)報(bao)道，尤(you)其是對(dui)在不同條件下的(de)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子阱(jing)生(sheng)長(chang)機(ji)(ji)理并(bing)不清楚。

為此，我校研(yan)究(jiu)團(tuan)隊采(cai)用(yong)高(gao)能同步輻射掠(lve)入(ru)射角X射線(xian)衍射實(shi)時表征了(le)(le)在(zai)三(san)維(wei)(wei)(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)表面通過(guo)旋涂長鏈有機銨鹽溶液(ye)法所制備鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)阱(jing)形成(cheng)過(guo)程，在(zai)了(le)(le)解鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)生(sheng)長機理(li)的(de)(de)前提(ti)(ti)下，研(yan)究(jiu)了(le)(le)不同反應(ying)條(tiao)件(jian)(jian)(jian)對(dui)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)相純(chun)度和(he)取向有序性(xing)產生(sheng)影響。該項成(cheng)果從(cong)化學反應(ying)的(de)(de)機理(li)上(shang)確定了(le)(le)與長鏈分子(zi)反應(ying)的(de)(de)反應(ying)物，明確了(le)(le)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)形成(cheng)機理(li)，探究(jiu)了(le)(le)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)調(diao)控(kong)與器件(jian)(jian)(jian)效(xiao)率(lv)以及(ji)穩(wen)定性(xing)的(de)(de)本(ben)(ben)質聯系，并(bing)指出(chu)了(le)(le)有效(xiao)的(de)(de)調(diao)控(kong)手段(duan)，建立(li)了(le)(le)量(liang)(liang)(liang)子(zi)阱(jing)/三(san)維(wei)(wei)(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復合(he)(he)結(jie)構薄膜(mo)最基(ji)礎理(li)論(lun)依據(ju)。鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)優越的(de)(de)材料性(xing)能預示著理(li)論(lun)上(shang)它具(ju)備打破現(xian)有傳統(tong)光(guang)伏格局的(de)(de)能力，目前科研(yan)領域正(zheng)在(zai)關注(zhu)單結(jie)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)電(dian)池的(de)(de)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)、穩(wen)定性(xing)和(he)降低(di)鉛污染，有初(chu)創企業(ye)推出(chu)的(de)(de)單結(jie)組件(jian)(jian)(jian)能量(liang)(liang)(liang)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)已超過(guo)17%，接近多晶硅(gui)組件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)，并(bing)且理(li)論(lun)成(cheng)本(ben)(ben)更低(di)。本(ben)(ben)研(yan)究(jiu)工(gong)作針對(dui)傳統(tong)三(san)維(wei)(wei)(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)光(guang)伏器件(jian)(jian)(jian)穩(wen)定性(xing)差的(de)(de)特點，從(cong)成(cheng)膜(mo)機理(li)上(shang)提(ti)(ti)出(chu)了(le)(le)量(liang)(liang)(liang)子(zi)阱(jing)/三(san)維(wei)(wei)(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復合(he)(he)結(jie)構的(de)(de)有效(xiao)調(diao)控(kong)手段(duan)，有望從(cong)根本(ben)(ben)上(shang)提(ti)(ti)高(gao)器件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)使用(yong)壽(shou)命，降低(di)器件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)制備成(cheng)本(ben)(ben)，為工(gong)業(ye)化生(sheng)高(gao)效(xiao)穩(wen)定鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)太陽(yang)能電(dian)池提(ti)(ti)供了(le)(le)新的(de)(de)技術途(tu)徑。

Advanced Materials是材(cai)料學(xue)科世界頂尖期刊，在國際材(cai)料領域享譽盛名，當(dang)前影響(xiang)因子27.39。該研究工作受到國家自然科學(xue)基金委(wei)、深(shen)圳市(shi)科創委(wei)以及深(shen)圳職(zhi)業技(ji)術學(xue)院的資助。

（霍夫曼先(xian)進材料研(yan)究院）