近(jin)日，我校霍夫(fu)曼先(xian)進(jin)材(cai)料研(yan)(yan)究(jiu)院諾獎團(tuan)隊(dui)在利用高能(neng)同步輻射(she)對鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱的形(xing)(xing)成機(ji)理(li)研(yan)(yan)究(jiu)領域取得重要進(jin)展：研(yan)(yan)究(jiu)團(tuan)隊(dui)采用高能(neng)掠入(ru)射(she)角X射(she)線衍射(she)實時表(biao)征了在三維鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)表(biao)面(mian)通過(guo)旋涂長(chang)鏈有(you)機(ji)銨(an)鹽溶(rong)液法所制備鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱形(xing)(xing)成過(guo)程(cheng)，明確了與(yu)長(chang)鏈有(you)機(ji)銨(an)分子(zi)發生(sheng)反(fan)應的反(fan)應物；并通過(guo)追蹤反(fan)應產物在熱退(tui)火前后的晶體(ti)結構(gou)演變，探究(jiu)了鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱形(xing)(xing)成過(guo)程(cheng)的具體(ti)路徑。這一(yi)研(yan)(yan)究(jiu)成果(guo)發表(biao)在材(cai)料領域國際頂尖期刊《先(xian)進(jin)材(cai)料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上(shang)，論文第(di)一(yi)作者為霍夫(fu)曼先(xian)進(jin)材(cai)料研(yan)(yan)究(jiu)院胡漢林副教授(shou)，深(shen)圳職業技(ji)術學(xue)院為論文第(di)一(yi)完成單位。

有(you)機-無機雜化鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)(chi)，因其優(you)異的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)電(dian)轉換效(xiao)(xiao)率（經(jing)認證的(de)(de)(de)(de)(de)單(dan)結小(xiao)面積有(you)機-無機雜化鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)(chi)效(xiao)(xiao)率已達25.5%）、較低的(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)本以及(ji)優(you)良的(de)(de)(de)(de)(de)力學(xue)柔性(xing)(xing)等特點，在新能(neng)源領域展現出了(le)巨大的(de)(de)(de)(de)(de)應用前景。而基(ji)于ABX3傳統(tong)三維(wei)結構(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)材料由于自身的(de)(de)(de)(de)(de)離(li)子(zi)遷移，以及(ji)在外界光(guang)、熱、水(shui)等因素(su)下(xia)很(hen)容易被破壞，面臨著(zhu)長期穩定(ding)(ding)性(xing)(xing)差(cha)的(de)(de)(de)(de)(de)問題，嚴重制約了(le)其實際應用。科學(xue)工作者創新地通過鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量子(zi)阱修飾傳統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)三維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)方法來制備具(ju)有(you)量子(zi)阱/三維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復合結構(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)(chi)，使得所制備的(de)(de)(de)(de)(de)器(qi)件具(ju)有(you)良好的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)輻照、耐(nai)高(gao)溫和耐(nai)濕度特性(xing)(xing)。現有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)報道(dao)主要集中在器(qi)件的(de)(de)(de)(de)(de)效(xiao)(xiao)率和穩定(ding)(ding)性(xing)(xing)，但對(dui)于量子(zi)阱的(de)(de)(de)(de)(de)形成(cheng)機理卻鮮有(you)報道(dao)，尤其是對(dui)在不同條(tiao)件下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量子(zi)阱生長機理并(bing)不清楚(chu)。

為此(ci)，我校(xiao)研(yan)究團隊采(cai)用(yong)高(gao)能同(tong)步輻射(she)(she)(she)掠入射(she)(she)(she)角X射(she)(she)(she)線衍射(she)(she)(she)實時表征了(le)在三維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)表面通(tong)過(guo)(guo)(guo)旋涂長(chang)鏈(lian)有(you)機銨(an)鹽溶(rong)液法(fa)所制備(bei)(bei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱形成過(guo)(guo)(guo)程，在了(le)解鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)生長(chang)機理(li)的(de)(de)(de)(de)前(qian)提(ti)下，研(yan)究了(le)不同(tong)反(fan)應條件(jian)(jian)(jian)對鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)(de)相純度(du)和(he)取向有(you)序(xu)性產生影(ying)響。該項成果從(cong)化學(xue)反(fan)應的(de)(de)(de)(de)機理(li)上(shang)確定了(le)與長(chang)鏈(lian)分子(zi)(zi)反(fan)應的(de)(de)(de)(de)反(fan)應物，明確了(le)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)(de)形成機理(li)，探究了(le)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)(de)調控與器(qi)件(jian)(jian)(jian)效率以及(ji)穩(wen)定性的(de)(de)(de)(de)本(ben)(ben)(ben)質聯系，并指出(chu)了(le)有(you)效的(de)(de)(de)(de)調控手段(duan)，建立了(le)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱/三維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復(fu)合結構(gou)(gou)薄膜最基礎(chu)理(li)論依據(ju)。鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)優越(yue)的(de)(de)(de)(de)材(cai)料性能預示著理(li)論上(shang)它具(ju)備(bei)(bei)打破(po)現(xian)有(you)傳統光(guang)伏(fu)格局的(de)(de)(de)(de)能力，目前(qian)科研(yan)領域(yu)正在關(guan)注單(dan)(dan)結鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)電池的(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)換效率、穩(wen)定性和(he)降低鉛污染，有(you)初(chu)創企業推出(chu)的(de)(de)(de)(de)單(dan)(dan)結組件(jian)(jian)(jian)能量(liang)(liang)(liang)轉(zhuan)換效率已超過(guo)(guo)(guo)17%，接(jie)近多晶(jing)硅(gui)組件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)換效率，并且理(li)論成本(ben)(ben)(ben)更低。本(ben)(ben)(ben)研(yan)究工作針(zhen)對傳統三維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)光(guang)伏(fu)器(qi)件(jian)(jian)(jian)穩(wen)定性差的(de)(de)(de)(de)特點，從(cong)成膜機理(li)上(shang)提(ti)出(chu)了(le)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱/三維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復(fu)合結構(gou)(gou)的(de)(de)(de)(de)有(you)效調控手段(duan)，有(you)望從(cong)根本(ben)(ben)(ben)上(shang)提(ti)高(gao)器(qi)件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)使(shi)用(yong)壽命(ming)，降低器(qi)件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)制備(bei)(bei)成本(ben)(ben)(ben)，為工業化生高(gao)效穩(wen)定鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太陽能電池提(ti)供了(le)新的(de)(de)(de)(de)技術途(tu)徑。

Advanced Materials是材料(liao)學(xue)科世(shi)界頂尖期刊(kan)，在國際材料(liao)領域(yu)享譽盛名，當前影響(xiang)因子27.39。該研究(jiu)工(gong)作受到國家自然(ran)科學(xue)基金委(wei)(wei)、深圳市(shi)科創委(wei)(wei)以及深圳職業技術學(xue)院的資助(zhu)。

（霍(huo)夫(fu)曼(man)先進(jin)材料(liao)研(yan)究院）