近日，我校霍(huo)夫曼先(xian)進(jin)(jin)材料研(yan)究(jiu)院(yuan)諾獎(jiang)團(tuan)隊在(zai)利用高(gao)能(neng)同步(bu)輻射(she)(she)對鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)量子(zi)阱的形(xing)成(cheng)(cheng)機理研(yan)究(jiu)領域取(qu)得重要進(jin)(jin)展：研(yan)究(jiu)團(tuan)隊采(cai)用高(gao)能(neng)掠入射(she)(she)角X射(she)(she)線衍射(she)(she)實(shi)時表征了在(zai)三維鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)表面通過(guo)旋涂長(chang)鏈有機銨鹽溶液法(fa)所(suo)制備鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)量子(zi)阱形(xing)成(cheng)(cheng)過(guo)程，明確了與(yu)長(chang)鏈有機銨分子(zi)發(fa)生反應的反應物(wu)；并通過(guo)追(zhui)蹤(zong)反應產物(wu)在(zai)熱(re)退火前后的晶體結構演變，探究(jiu)了鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)量子(zi)阱形(xing)成(cheng)(cheng)過(guo)程的具體路徑。這一(yi)研(yan)究(jiu)成(cheng)(cheng)果發(fa)表在(zai)材料領域國際頂尖(jian)期刊《先(xian)進(jin)(jin)材料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論(lun)(lun)文(wen)第一(yi)作者為霍(huo)夫曼先(xian)進(jin)(jin)材料研(yan)究(jiu)院(yuan)胡漢(han)林副教授(shou)，深圳職業技(ji)術學院(yuan)為論(lun)(lun)文(wen)第一(yi)完成(cheng)(cheng)單位。

有(you)機(ji)(ji)-無機(ji)(ji)雜化鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)太(tai)陽能(neng)電(dian)(dian)池(chi)，因其優異(yi)的(de)(de)(de)(de)光電(dian)(dian)轉換效率（經認證的(de)(de)(de)(de)單結(jie)小面積有(you)機(ji)(ji)-無機(ji)(ji)雜化鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)太(tai)陽能(neng)電(dian)(dian)池(chi)效率已達25.5%）、較低的(de)(de)(de)(de)成(cheng)本(ben)以(yi)及(ji)優良的(de)(de)(de)(de)力學(xue)柔性等特點，在(zai)(zai)新能(neng)源領(ling)域展現(xian)出(chu)了(le)巨大的(de)(de)(de)(de)應用前景。而基于(yu)ABX3傳(chuan)統三維結(jie)構的(de)(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)材料由于(yu)自身的(de)(de)(de)(de)離子遷移(yi)，以(yi)及(ji)在(zai)(zai)外界(jie)光、熱、水(shui)等因素下(xia)很容易被破(po)壞，面臨著(zhu)長(chang)期穩(wen)定性差的(de)(de)(de)(de)問(wen)題，嚴(yan)重制(zhi)約了(le)其實際(ji)應用。科(ke)學(xue)工(gong)作者創新地通(tong)過鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量子阱修飾(shi)傳(chuan)統的(de)(de)(de)(de)三維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)方法(fa)來制(zhi)備具(ju)有(you)量子阱/三維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復合結(jie)構的(de)(de)(de)(de)太(tai)陽能(neng)電(dian)(dian)池(chi)，使(shi)得所制(zhi)備的(de)(de)(de)(de)器(qi)(qi)件具(ju)有(you)良好的(de)(de)(de)(de)耐輻照(zhao)、耐高溫和(he)耐濕度特性。現(xian)有(you)的(de)(de)(de)(de)報(bao)道主要集中(zhong)在(zai)(zai)器(qi)(qi)件的(de)(de)(de)(de)效率和(he)穩(wen)定性，但對于(yu)量子阱的(de)(de)(de)(de)形成(cheng)機(ji)(ji)理(li)卻鮮有(you)報(bao)道，尤其是對在(zai)(zai)不(bu)同條件下(xia)的(de)(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量子阱生長(chang)機(ji)(ji)理(li)并不(bu)清楚。

為此，我校(xiao)研(yan)究團隊采用(yong)高能(neng)(neng)(neng)同步輻射(she)掠入射(she)角X射(she)線(xian)衍(yan)射(she)實時(shi)表征了(le)(le)在三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)表面通過(guo)旋涂長鏈有(you)機(ji)銨鹽溶(rong)液法所制備鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)阱形成過(guo)程，在了(le)(le)解鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)生長機(ji)理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)前(qian)提(ti)(ti)下，研(yan)究了(le)(le)不同反(fan)應(ying)條件(jian)(jian)對鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)阱的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)純(chun)度和(he)取(qu)向有(you)序性(xing)(xing)產生影響。該項成果從化(hua)學反(fan)應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)理(li)上(shang)確(que)定了(le)(le)與長鏈分子(zi)反(fan)應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)反(fan)應(ying)物，明確(que)了(le)(le)鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)阱的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)形成機(ji)理(li)，探究了(le)(le)鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)阱的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)調(diao)控與器(qi)件(jian)(jian)效(xiao)(xiao)率以及穩(wen)(wen)定性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)本(ben)質聯系，并指出(chu)了(le)(le)有(you)效(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)調(diao)控手段(duan)，建立了(le)(le)量(liang)(liang)(liang)子(zi)阱/三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復合(he)結(jie)(jie)構(gou)薄膜最基礎(chu)理(li)論依據。鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)優越的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)材料性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)預示著理(li)論上(shang)它具備打破現有(you)傳統光(guang)伏格局的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)力(li)，目前(qian)科(ke)研(yan)領(ling)域正在關注單結(jie)(jie)鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)電池的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)轉換效(xiao)(xiao)率、穩(wen)(wen)定性(xing)(xing)和(he)降(jiang)低鉛污染，有(you)初創企業(ye)推出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)單結(jie)(jie)組件(jian)(jian)能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)轉換效(xiao)(xiao)率已超(chao)過(guo)17%，接近(jin)多(duo)晶(jing)硅組件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)轉換效(xiao)(xiao)率，并且理(li)論成本(ben)更低。本(ben)研(yan)究工作針(zhen)對傳統三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)光(guang)伏器(qi)件(jian)(jian)穩(wen)(wen)定性(xing)(xing)差(cha)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)特(te)點，從成膜機(ji)理(li)上(shang)提(ti)(ti)出(chu)了(le)(le)量(liang)(liang)(liang)子(zi)阱/三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復合(he)結(jie)(jie)構(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)有(you)效(xiao)(xiao)調(diao)控手段(duan)，有(you)望從根本(ben)上(shang)提(ti)(ti)高器(qi)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)使用(yong)壽命，降(jiang)低器(qi)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)制備成本(ben)，為工業(ye)化(hua)生高效(xiao)(xiao)穩(wen)(wen)定鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)太(tai)陽能(neng)(neng)(neng)電池提(ti)(ti)供了(le)(le)新的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)技(ji)術途徑。

Advanced Materials是材料學(xue)科世界頂尖期刊(kan)，在(zai)國際材料領(ling)域享譽盛名，當前(qian)影響(xiang)因子27.39。該研究工作受到(dao)國家自然科學(xue)基金委、深圳市(shi)科創委以及深圳職業技術學(xue)院的資(zi)助(zhu)。

（霍夫曼先進材(cai)料研究院）