近日，我校霍夫曼先進(jin)材(cai)料研究(jiu)(jiu)(jiu)院(yuan)諾獎(jiang)團(tuan)隊(dui)在利用(yong)高能同步輻(fu)射(she)對鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)的形(xing)成機理研究(jiu)(jiu)(jiu)領域(yu)取得(de)重要進(jin)展：研究(jiu)(jiu)(jiu)團(tuan)隊(dui)采用(yong)高能掠入(ru)射(she)角X射(she)線衍(yan)射(she)實(shi)時表征了(le)在三維鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)表面(mian)通過旋涂(tu)長鏈有(you)機銨鹽溶液法(fa)所制備鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)形(xing)成過程，明(ming)確了(le)與長鏈有(you)機銨分子(zi)發生反(fan)應的反(fan)應物；并通過追蹤(zong)反(fan)應產物在熱退火前后的晶體(ti)(ti)結構演變，探究(jiu)(jiu)(jiu)了(le)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)形(xing)成過程的具體(ti)(ti)路(lu)徑(jing)。這(zhe)一(yi)研究(jiu)(jiu)(jiu)成果發表在材(cai)料領域(yu)國際頂尖期刊《先進(jin)材(cai)料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論(lun)文第一(yi)作者為霍夫曼先進(jin)材(cai)料研究(jiu)(jiu)(jiu)院(yuan)胡漢(han)林副教授，深(shen)圳職業技術學院(yuan)為論(lun)文第一(yi)完(wan)成單位。

有(you)機-無機雜化(hua)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)能電池(chi)，因(yin)其(qi)優異的(de)(de)(de)光(guang)(guang)電轉換效率（經認證的(de)(de)(de)單結小面積有(you)機-無機雜化(hua)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)能電池(chi)效率已達25.5%）、較低的(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)本以(yi)及(ji)優良的(de)(de)(de)力(li)學柔性(xing)等特(te)點，在新(xin)能源領域展現(xian)出了巨大的(de)(de)(de)應(ying)用前景。而基于(yu)ABX3傳統(tong)三維結構的(de)(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)材料(liao)由于(yu)自身的(de)(de)(de)離子(zi)遷移，以(yi)及(ji)在外(wai)界光(guang)(guang)、熱(re)、水等因(yin)素下很容(rong)易被破(po)壞，面臨著長(chang)期(qi)穩(wen)定(ding)性(xing)差(cha)的(de)(de)(de)問(wen)題，嚴重(zhong)制(zhi)約了其(qi)實際(ji)應(ying)用。科學工(gong)作(zuo)者創新(xin)地通過鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱修(xiu)飾(shi)傳統(tong)的(de)(de)(de)三維鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)方法來制(zhi)備具(ju)有(you)量(liang)子(zi)阱/三維鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復合結構的(de)(de)(de)太(tai)(tai)陽(yang)(yang)能電池(chi)，使得所(suo)制(zhi)備的(de)(de)(de)器件具(ju)有(you)良好(hao)的(de)(de)(de)耐(nai)輻(fu)照(zhao)、耐(nai)高溫和耐(nai)濕度特(te)性(xing)。現(xian)有(you)的(de)(de)(de)報道主要集中(zhong)在器件的(de)(de)(de)效率和穩(wen)定(ding)性(xing)，但對(dui)于(yu)量(liang)子(zi)阱的(de)(de)(de)形(xing)成(cheng)(cheng)機理(li)卻鮮有(you)報道，尤其(qi)是(shi)對(dui)在不(bu)同條(tiao)件下的(de)(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱生長(chang)機理(li)并不(bu)清楚。

為此，我校研究(jiu)團隊采(cai)用高(gao)能同步輻射掠入(ru)射角X射線衍(yan)射實時表(biao)征了(le)(le)在(zai)三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)表(biao)面通過旋涂長鏈有機(ji)銨鹽溶液法所制備(bei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)阱形成(cheng)(cheng)過程，在(zai)了(le)(le)解鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)生(sheng)(sheng)(sheng)長機(ji)理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)前提下(xia)，研究(jiu)了(le)(le)不同反(fan)應(ying)條件(jian)(jian)對鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)(de)(de)(de)相純度和取向有序性(xing)產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)影響。該項(xiang)成(cheng)(cheng)果從化學反(fan)應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)理(li)(li)(li)上確定(ding)了(le)(le)與長鏈分(fen)子(zi)(zi)(zi)反(fan)應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)反(fan)應(ying)物，明確了(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)(de)(de)(de)形成(cheng)(cheng)機(ji)理(li)(li)(li)，探究(jiu)了(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)(de)(de)(de)調(diao)控(kong)與器(qi)件(jian)(jian)效率以及穩(wen)(wen)(wen)定(ding)性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)本(ben)(ben)質(zhi)聯(lian)系，并(bing)指出(chu)(chu)了(le)(le)有效的(de)(de)(de)(de)(de)(de)調(diao)控(kong)手段(duan)，建立了(le)(le)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)阱/三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復(fu)合結(jie)(jie)構薄膜最基礎理(li)(li)(li)論(lun)依據。鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)優越的(de)(de)(de)(de)(de)(de)材(cai)料性(xing)能預(yu)示著(zhu)理(li)(li)(li)論(lun)上它具(ju)備(bei)打破現有傳統光伏格局的(de)(de)(de)(de)(de)(de)能力，目(mu)前科研領域正在(zai)關注(zhu)單(dan)結(jie)(jie)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)電池(chi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)換效率、穩(wen)(wen)(wen)定(ding)性(xing)和降低鉛污(wu)染(ran)，有初創(chuang)企(qi)業推出(chu)(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)單(dan)結(jie)(jie)組件(jian)(jian)能量(liang)(liang)(liang)轉(zhuan)換效率已超過17%，接近(jin)多晶硅組件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)換效率，并(bing)且理(li)(li)(li)論(lun)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)更(geng)低。本(ben)(ben)研究(jiu)工作針對傳統三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)光伏器(qi)件(jian)(jian)穩(wen)(wen)(wen)定(ding)性(xing)差的(de)(de)(de)(de)(de)(de)特點，從成(cheng)(cheng)膜機(ji)理(li)(li)(li)上提出(chu)(chu)了(le)(le)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)阱/三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復(fu)合結(jie)(jie)構的(de)(de)(de)(de)(de)(de)有效調(diao)控(kong)手段(duan)，有望從根(gen)本(ben)(ben)上提高(gao)器(qi)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)使用壽命，降低器(qi)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)制備(bei)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)，為工業化生(sheng)(sheng)(sheng)高(gao)效穩(wen)(wen)(wen)定(ding)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)太陽能電池(chi)提供了(le)(le)新的(de)(de)(de)(de)(de)(de)技術途徑。

Advanced Materials是(shi)材料學(xue)科世界頂尖期刊，在國(guo)際材料領域享譽盛名，當前影(ying)響(xiang)因子27.39。該(gai)研究工作(zuo)受到國(guo)家自然科學(xue)基金委(wei)、深圳市科創委(wei)以及深圳職(zhi)業(ye)技術學(xue)院的資助。

（霍夫曼先進(jin)材(cai)料研究院）