近(jin)日，我(wo)校霍夫(fu)曼先(xian)(xian)進(jin)材料(liao)(liao)(liao)研究(jiu)院(yuan)(yuan)諾獎團(tuan)(tuan)隊在利用(yong)高能(neng)同步輻射(she)對鈣鈦(tai)礦(kuang)量子(zi)阱(jing)的形成(cheng)機(ji)理研究(jiu)領域取得重(zhong)要進(jin)展：研究(jiu)團(tuan)(tuan)隊采用(yong)高能(neng)掠入(ru)射(she)角X射(she)線(xian)衍射(she)實時表征了在三維鈣鈦(tai)礦(kuang)表面通(tong)過(guo)旋涂長鏈有機(ji)銨鹽溶(rong)液法所制備鈣鈦(tai)礦(kuang)量子(zi)阱(jing)形成(cheng)過(guo)程，明確(que)了與長鏈有機(ji)銨分子(zi)發生反應的反應物；并(bing)通(tong)過(guo)追蹤(zong)反應產物在熱(re)退火前后的晶體結構(gou)演變，探究(jiu)了鈣鈦(tai)礦(kuang)量子(zi)阱(jing)形成(cheng)過(guo)程的具體路徑。這一(yi)(yi)研究(jiu)成(cheng)果發表在材料(liao)(liao)(liao)領域國際頂尖期刊《先(xian)(xian)進(jin)材料(liao)(liao)(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文第一(yi)(yi)作(zuo)者為霍夫(fu)曼先(xian)(xian)進(jin)材料(liao)(liao)(liao)研究(jiu)院(yuan)(yuan)胡(hu)漢林副教授，深圳職業技術學院(yuan)(yuan)為論文第一(yi)(yi)完成(cheng)單位。

有(you)(you)機(ji)(ji)(ji)-無機(ji)(ji)(ji)雜化(hua)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)太陽(yang)能電池(chi)，因其優異的(de)(de)光(guang)(guang)電轉換(huan)效(xiao)率(lv)（經認證的(de)(de)單(dan)結(jie)小面積有(you)(you)機(ji)(ji)(ji)-無機(ji)(ji)(ji)雜化(hua)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)太陽(yang)能電池(chi)效(xiao)率(lv)已達(da)25.5%）、較低的(de)(de)成本以及優良的(de)(de)力學(xue)柔性(xing)等特點(dian)，在(zai)新能源領域展現出了(le)巨大的(de)(de)應用(yong)前景。而基于(yu)ABX3傳統三(san)維(wei)結(jie)構(gou)(gou)的(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)材料由于(yu)自身的(de)(de)離子(zi)遷移(yi)，以及在(zai)外界(jie)光(guang)(guang)、熱(re)、水等因素下很容易被破壞，面臨(lin)著(zhu)長(chang)期穩定(ding)(ding)性(xing)差的(de)(de)問題，嚴重制(zhi)(zhi)約了(le)其實際應用(yong)。科學(xue)工作者創新地(di)通過鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)量子(zi)阱(jing)修飾傳統的(de)(de)三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)方法來制(zhi)(zhi)備具(ju)有(you)(you)量子(zi)阱(jing)/三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)復合結(jie)構(gou)(gou)的(de)(de)太陽(yang)能電池(chi)，使得所制(zhi)(zhi)備的(de)(de)器(qi)(qi)件具(ju)有(you)(you)良好的(de)(de)耐(nai)輻照、耐(nai)高溫(wen)和耐(nai)濕度特性(xing)。現有(you)(you)的(de)(de)報道主(zhu)要(yao)集中在(zai)器(qi)(qi)件的(de)(de)效(xiao)率(lv)和穩定(ding)(ding)性(xing)，但對(dui)于(yu)量子(zi)阱(jing)的(de)(de)形成機(ji)(ji)(ji)理(li)卻鮮(xian)有(you)(you)報道，尤其是對(dui)在(zai)不同條件下的(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)量子(zi)阱(jing)生(sheng)長(chang)機(ji)(ji)(ji)理(li)并(bing)不清楚。

為(wei)此，我(wo)校研究團隊采用高(gao)能(neng)同步輻射掠入射角X射線衍射實時(shi)表(biao)征了(le)(le)(le)在三維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)表(biao)面通過(guo)旋涂長(chang)鏈有機銨(an)鹽溶液法所制備鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)(jing)形成(cheng)過(guo)程，在了(le)(le)(le)解鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)生(sheng)長(chang)機理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)前提(ti)(ti)(ti)下，研究了(le)(le)(le)不同反(fan)應(ying)條(tiao)件(jian)(jian)對鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)相(xiang)純度和取向有序性產生(sheng)影響。該項(xiang)成(cheng)果(guo)從化學反(fan)應(ying)的(de)(de)(de)(de)機理(li)(li)(li)上(shang)確定(ding)了(le)(le)(le)與長(chang)鏈分(fen)子(zi)(zi)反(fan)應(ying)的(de)(de)(de)(de)反(fan)應(ying)物，明(ming)確了(le)(le)(le)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)形成(cheng)機理(li)(li)(li)，探究了(le)(le)(le)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)調(diao)控與器(qi)件(jian)(jian)效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)以及(ji)穩(wen)(wen)定(ding)性的(de)(de)(de)(de)本(ben)(ben)質聯系，并指出了(le)(le)(le)有效(xiao)(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)(de)調(diao)控手段(duan)，建(jian)立了(le)(le)(le)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)(jing)/三維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)復合(he)結構薄膜最基礎理(li)(li)(li)論(lun)依據。鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)優越的(de)(de)(de)(de)材料性能(neng)預示著(zhu)理(li)(li)(li)論(lun)上(shang)它具備打(da)破(po)現有傳統(tong)光伏格局(ju)的(de)(de)(de)(de)能(neng)力，目前科研領域正(zheng)在關注單(dan)(dan)結鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)電(dian)池的(de)(de)(de)(de)轉換效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)、穩(wen)(wen)定(ding)性和降低鉛污染，有初創企業(ye)推(tui)出的(de)(de)(de)(de)單(dan)(dan)結組(zu)件(jian)(jian)能(neng)量(liang)(liang)轉換效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)已超過(guo)17%，接(jie)近多(duo)晶硅組(zu)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)轉換效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)，并且理(li)(li)(li)論(lun)成(cheng)本(ben)(ben)更低。本(ben)(ben)研究工作針對傳統(tong)三維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)光伏器(qi)件(jian)(jian)穩(wen)(wen)定(ding)性差的(de)(de)(de)(de)特點，從成(cheng)膜機理(li)(li)(li)上(shang)提(ti)(ti)(ti)出了(le)(le)(le)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)(jing)/三維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)復合(he)結構的(de)(de)(de)(de)有效(xiao)(xiao)(xiao)調(diao)控手段(duan)，有望從根本(ben)(ben)上(shang)提(ti)(ti)(ti)高(gao)器(qi)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)使用壽命，降低器(qi)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)制備成(cheng)本(ben)(ben)，為(wei)工業(ye)化生(sheng)高(gao)效(xiao)(xiao)(xiao)穩(wen)(wen)定(ding)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)太陽能(neng)電(dian)池提(ti)(ti)(ti)供了(le)(le)(le)新(xin)的(de)(de)(de)(de)技術途(tu)徑。

Advanced Materials是材料(liao)學科(ke)世(shi)界頂尖期刊，在國際(ji)材料(liao)領域享譽盛名，當前影響因子27.39。該研究工作受到國家自然科(ke)學基金委(wei)、深(shen)圳市科(ke)創委(wei)以及(ji)深(shen)圳職業技術學院的資助。

（霍(huo)夫曼先進材料研究院(yuan)）