近日，我校霍夫曼先(xian)(xian)進材料研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)院諾獎團隊在(zai)利用高(gao)能同步輻射(she)對鈣(gai)鈦礦(kuang)量(liang)子(zi)阱的(de)形(xing)成機理研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)領域取得(de)重(zhong)要進展：研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)團隊采用高(gao)能掠(lve)入射(she)角X射(she)線(xian)衍射(she)實時(shi)表(biao)征(zheng)了(le)在(zai)三(san)維鈣(gai)鈦礦(kuang)表(biao)面通過(guo)旋(xuan)涂長(chang)(chang)鏈有機銨鹽溶液法所制(zhi)備鈣(gai)鈦礦(kuang)量(liang)子(zi)阱形(xing)成過(guo)程，明確了(le)與長(chang)(chang)鏈有機銨分(fen)子(zi)發(fa)(fa)生反(fan)應的(de)反(fan)應物；并(bing)通過(guo)追(zhui)蹤反(fan)應產物在(zai)熱退火前后的(de)晶體結構演變，探究(jiu)(jiu)了(le)鈣(gai)鈦礦(kuang)量(liang)子(zi)阱形(xing)成過(guo)程的(de)具體路徑。這一(yi)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)成果發(fa)(fa)表(biao)在(zai)材料領域國(guo)際頂尖(jian)期刊(kan)《先(xian)(xian)進材料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上(shang)，論(lun)文第一(yi)作者為霍夫曼先(xian)(xian)進材料研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)院胡漢林(lin)副教授，深圳職業技術學院為論(lun)文第一(yi)完(wan)成單(dan)位。

有(you)(you)(you)機-無(wu)機雜化鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)太陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)，因其優異的(de)光電(dian)轉(zhuan)換效(xiao)率（經認證的(de)單結(jie)小面(mian)積(ji)有(you)(you)(you)機-無(wu)機雜化鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)太陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)效(xiao)率已達25.5%）、較低的(de)成(cheng)本以(yi)及優良(liang)的(de)力學柔(rou)性(xing)等(deng)特點，在新能(neng)源領域展(zhan)現出了巨(ju)大的(de)應用前景(jing)。而基于(yu)ABX3傳(chuan)(chuan)統三維結(jie)構的(de)鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)材料由(you)于(yu)自身的(de)離子(zi)遷移，以(yi)及在外界光、熱(re)、水(shui)等(deng)因素下(xia)很容易被(bei)破壞，面(mian)臨(lin)著(zhu)長期(qi)穩(wen)定性(xing)差的(de)問題，嚴重制約了其實際應用。科學工作者(zhe)創新地通(tong)過鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)修(xiu)飾傳(chuan)(chuan)統的(de)三維鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)方(fang)法來制備(bei)具有(you)(you)(you)量(liang)子(zi)阱(jing)/三維鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)復合(he)結(jie)構的(de)太陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)，使得所制備(bei)的(de)器(qi)件具有(you)(you)(you)良(liang)好(hao)的(de)耐輻照、耐高(gao)溫和耐濕度特性(xing)。現有(you)(you)(you)的(de)報(bao)道主(zhu)要集中在器(qi)件的(de)效(xiao)率和穩(wen)定性(xing)，但對(dui)于(yu)量(liang)子(zi)阱(jing)的(de)形成(cheng)機理卻鮮(xian)有(you)(you)(you)報(bao)道，尤其是對(dui)在不(bu)同條件下(xia)的(de)鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)生長機理并不(bu)清楚。

為此，我校研(yan)究團隊采用高(gao)能(neng)同步輻(fu)射(she)掠入射(she)角X射(she)線衍射(she)實(shi)時表征了(le)(le)(le)在三維(wei)(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)表面通(tong)過旋(xuan)涂長(chang)鏈有機銨鹽溶液法所制(zhi)備鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子阱形成過程(cheng)，在了(le)(le)(le)解鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)生(sheng)(sheng)長(chang)機理(li)的(de)(de)(de)(de)前提下(xia)，研(yan)究了(le)(le)(le)不同反(fan)(fan)應條件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)對鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子阱的(de)(de)(de)(de)相純度(du)和(he)取向有序性產生(sheng)(sheng)影響。該項成果從(cong)化(hua)學反(fan)(fan)應的(de)(de)(de)(de)機理(li)上(shang)確定(ding)了(le)(le)(le)與長(chang)鏈分子反(fan)(fan)應的(de)(de)(de)(de)反(fan)(fan)應物(wu)，明(ming)確了(le)(le)(le)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子阱的(de)(de)(de)(de)形成機理(li)，探究了(le)(le)(le)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子阱的(de)(de)(de)(de)調(diao)控與器件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)效(xiao)率以及穩(wen)(wen)定(ding)性的(de)(de)(de)(de)本(ben)(ben)質(zhi)聯系，并(bing)指(zhi)出了(le)(le)(le)有效(xiao)的(de)(de)(de)(de)調(diao)控手段，建立了(le)(le)(le)量(liang)子阱/三維(wei)(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復合結(jie)構(gou)薄膜(mo)最基礎理(li)論依據。鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)優(you)越的(de)(de)(de)(de)材(cai)料性能(neng)預示著理(li)論上(shang)它(ta)具備打破現有傳(chuan)統光伏格局的(de)(de)(de)(de)能(neng)力，目前科研(yan)領域正在關注(zhu)單結(jie)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)電池(chi)的(de)(de)(de)(de)轉換效(xiao)率、穩(wen)(wen)定(ding)性和(he)降(jiang)低鉛污染，有初創企業(ye)(ye)推出的(de)(de)(de)(de)單結(jie)組件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)能(neng)量(liang)轉換效(xiao)率已超過17%，接近多晶硅組件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)轉換效(xiao)率，并(bing)且理(li)論成本(ben)(ben)更低。本(ben)(ben)研(yan)究工(gong)作針對傳(chuan)統三維(wei)(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)光伏器件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)穩(wen)(wen)定(ding)性差的(de)(de)(de)(de)特點，從(cong)成膜(mo)機理(li)上(shang)提出了(le)(le)(le)量(liang)子阱/三維(wei)(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復合結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)(de)有效(xiao)調(diao)控手段，有望從(cong)根(gen)本(ben)(ben)上(shang)提高(gao)器件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)使用壽命，降(jiang)低器件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)制(zhi)備成本(ben)(ben)，為工(gong)業(ye)(ye)化(hua)生(sheng)(sheng)高(gao)效(xiao)穩(wen)(wen)定(ding)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太陽能(neng)電池(chi)提供了(le)(le)(le)新的(de)(de)(de)(de)技(ji)術途徑(jing)。

Advanced Materials是材料學(xue)科世界頂尖(jian)期刊，在國際材料領域享譽盛名，當前影響因子27.39。該研究工(gong)作受到國家自然科學(xue)基金委(wei)、深圳市科創委(wei)以及深圳職業技(ji)術學(xue)院的資助。

（霍夫(fu)曼先(xian)進材料研究院）