近日，我校霍(huo)夫曼先進材料研究(jiu)院(yuan)諾獎(jiang)團隊在(zai)利用高能同步輻射(she)對(dui)鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)量子(zi)(zi)阱的形成機理研究(jiu)領域取(qu)得重要進展(zhan)：研究(jiu)團隊采(cai)用高能掠(lve)入射(she)角X射(she)線衍(yan)射(she)實時(shi)表征了在(zai)三維鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)表面通(tong)(tong)過(guo)旋涂長(chang)鏈(lian)有機銨鹽溶液法所制備鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)量子(zi)(zi)阱形成過(guo)程，明確(que)了與長(chang)鏈(lian)有機銨分子(zi)(zi)發生反應(ying)的反應(ying)物；并通(tong)(tong)過(guo)追蹤反應(ying)產物在(zai)熱退火前后的晶體(ti)結(jie)構演變，探究(jiu)了鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)量子(zi)(zi)阱形成過(guo)程的具體(ti)路(lu)徑。這一(yi)研究(jiu)成果(guo)發表在(zai)材料領域國際頂尖期刊《先進材料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文(wen)第一(yi)作者為(wei)霍(huo)夫曼先進材料研究(jiu)院(yuan)胡(hu)漢(han)林副教授，深(shen)圳職業技術學院(yuan)為(wei)論文(wen)第一(yi)完(wan)成單位。

有機(ji)-無機(ji)雜化(hua)鈣鈦礦(kuang)(kuang)太陽能(neng)電(dian)池(chi)，因其(qi)(qi)優異的(de)(de)光電(dian)轉換效(xiao)率（經認證的(de)(de)單(dan)結(jie)小面積有機(ji)-無機(ji)雜化(hua)鈣鈦礦(kuang)(kuang)太陽能(neng)電(dian)池(chi)效(xiao)率已達25.5%）、較低的(de)(de)成本以及(ji)優良(liang)的(de)(de)力學(xue)柔性(xing)等(deng)特點，在新(xin)能(neng)源(yuan)領域展現(xian)出了(le)巨大的(de)(de)應(ying)用(yong)前景。而(er)基于(yu)ABX3傳統三維(wei)(wei)結(jie)構的(de)(de)鈣鈦礦(kuang)(kuang)材料由于(yu)自身的(de)(de)離子遷移，以及(ji)在外界光、熱、水等(deng)因素下很容易被破壞，面臨著長(chang)(chang)期穩定性(xing)差的(de)(de)問題，嚴重制(zhi)約了(le)其(qi)(qi)實(shi)際應(ying)用(yong)。科學(xue)工作者創新(xin)地(di)通(tong)過(guo)鈣鈦礦(kuang)(kuang)量子阱修飾傳統的(de)(de)三維(wei)(wei)鈣鈦礦(kuang)(kuang)方法來制(zhi)備(bei)(bei)具有量子阱/三維(wei)(wei)鈣鈦礦(kuang)(kuang)復合(he)結(jie)構的(de)(de)太陽能(neng)電(dian)池(chi)，使得所(suo)制(zhi)備(bei)(bei)的(de)(de)器件具有良(liang)好的(de)(de)耐(nai)輻照、耐(nai)高溫和(he)耐(nai)濕度特性(xing)。現(xian)有的(de)(de)報道主要(yao)集(ji)中在器件的(de)(de)效(xiao)率和(he)穩定性(xing)，但(dan)對于(yu)量子阱的(de)(de)形成機(ji)理卻鮮有報道，尤其(qi)(qi)是(shi)對在不同條件下的(de)(de)鈣鈦礦(kuang)(kuang)量子阱生長(chang)(chang)機(ji)理并(bing)不清(qing)楚。

為(wei)此，我校(xiao)研(yan)究(jiu)團隊(dui)采(cai)用(yong)高(gao)能(neng)同(tong)步輻(fu)射(she)(she)掠入(ru)射(she)(she)角X射(she)(she)線衍射(she)(she)實時(shi)表征了在三維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)表面通過(guo)旋涂長鏈有(you)機(ji)(ji)銨鹽溶液(ye)法(fa)所制備(bei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)子阱(jing)(jing)形成過(guo)程，在了解鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)生長機(ji)(ji)理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)前提(ti)下，研(yan)究(jiu)了不同(tong)反應條件對鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)子阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)相純度和取向有(you)序性(xing)產生影(ying)響(xiang)。該項成果從化學反應的(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)(ji)理(li)(li)(li)上(shang)確(que)定了與長鏈分子反應的(de)(de)(de)(de)(de)反應物，明(ming)確(que)了鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)子阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)形成機(ji)(ji)理(li)(li)(li)，探(tan)究(jiu)了鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)子阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)調控(kong)與器(qi)件效(xiao)(xiao)率以及穩定性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)本(ben)(ben)質聯系，并指出(chu)了有(you)效(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)調控(kong)手段(duan)，建(jian)立了量(liang)子阱(jing)(jing)/三維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)復合結構薄膜(mo)最基礎(chu)理(li)(li)(li)論(lun)依據。鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)優(you)越的(de)(de)(de)(de)(de)材料(liao)性(xing)能(neng)預示著理(li)(li)(li)論(lun)上(shang)它具備(bei)打破現(xian)有(you)傳(chuan)統光伏格局的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)力(li)，目(mu)前科研(yan)領域正在關注單(dan)結鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)電(dian)池(chi)的(de)(de)(de)(de)(de)轉換效(xiao)(xiao)率、穩定性(xing)和降低鉛(qian)污染，有(you)初創企業(ye)推(tui)出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)單(dan)結組件能(neng)量(liang)轉換效(xiao)(xiao)率已(yi)超過(guo)17%，接近多晶硅組件的(de)(de)(de)(de)(de)轉換效(xiao)(xiao)率，并且理(li)(li)(li)論(lun)成本(ben)(ben)更低。本(ben)(ben)研(yan)究(jiu)工作針對傳(chuan)統三維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)光伏器(qi)件穩定性(xing)差的(de)(de)(de)(de)(de)特點，從成膜(mo)機(ji)(ji)理(li)(li)(li)上(shang)提(ti)出(chu)了量(liang)子阱(jing)(jing)/三維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)復合結構的(de)(de)(de)(de)(de)有(you)效(xiao)(xiao)調控(kong)手段(duan)，有(you)望(wang)從根本(ben)(ben)上(shang)提(ti)高(gao)器(qi)件的(de)(de)(de)(de)(de)使用(yong)壽命，降低器(qi)件的(de)(de)(de)(de)(de)制備(bei)成本(ben)(ben)，為(wei)工業(ye)化生高(gao)效(xiao)(xiao)穩定鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)太陽能(neng)電(dian)池(chi)提(ti)供了新的(de)(de)(de)(de)(de)技術途徑。

Advanced Materials是(shi)材料(liao)學(xue)(xue)科世界頂尖期刊，在國際材料(liao)領域享譽盛名，當前影響(xiang)因子27.39。該研究工作受到國家(jia)自然科學(xue)(xue)基金(jin)委、深圳市(shi)科創委以及深圳職業技術學(xue)(xue)院的(de)資助(zhu)。

（霍(huo)夫(fu)曼先(xian)進材(cai)料研(yan)究(jiu)院(yuan)）