近日，我(wo)校霍(huo)夫(fu)曼先(xian)進材(cai)料(liao)(liao)(liao)研(yan)(yan)究院(yuan)諾獎團(tuan)隊(dui)在(zai)利(li)用高(gao)能同步輻(fu)射(she)對鈣(gai)鈦礦量(liang)子(zi)阱的(de)(de)形(xing)成(cheng)機理(li)研(yan)(yan)究領域(yu)取得(de)重(zhong)要(yao)進展：研(yan)(yan)究團(tuan)隊(dui)采用高(gao)能掠入(ru)射(she)角(jiao)X射(she)線衍射(she)實時表征了(le)在(zai)三(san)維(wei)鈣(gai)鈦礦表面通過旋涂(tu)長(chang)鏈有機銨鹽溶液法(fa)所制備(bei)鈣(gai)鈦礦量(liang)子(zi)阱形(xing)成(cheng)過程，明確了(le)與長(chang)鏈有機銨分子(zi)發(fa)生反(fan)應的(de)(de)反(fan)應物；并通過追蹤反(fan)應產物在(zai)熱退火前后(hou)的(de)(de)晶體(ti)結構演變，探究了(le)鈣(gai)鈦礦量(liang)子(zi)阱形(xing)成(cheng)過程的(de)(de)具體(ti)路徑。這一研(yan)(yan)究成(cheng)果發(fa)表在(zai)材(cai)料(liao)(liao)(liao)領域(yu)國際(ji)頂尖期刊(kan)《先(xian)進材(cai)料(liao)(liao)(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文第(di)一作者為霍(huo)夫(fu)曼先(xian)進材(cai)料(liao)(liao)(liao)研(yan)(yan)究院(yuan)胡漢林(lin)副教授，深圳職業(ye)技術學院(yuan)為論文第(di)一完成(cheng)單位。

有機(ji)-無(wu)機(ji)雜化鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)電池(chi)，因(yin)其優(you)異的(de)(de)(de)光電轉(zhuan)換效率（經認證的(de)(de)(de)單結(jie)(jie)小面積有機(ji)-無(wu)機(ji)雜化鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)電池(chi)效率已達(da)25.5%）、較低的(de)(de)(de)成本以(yi)(yi)及優(you)良(liang)的(de)(de)(de)力學柔性(xing)(xing)等特點，在(zai)新能(neng)(neng)源領域展現出了巨大的(de)(de)(de)應用前景。而基于(yu)(yu)ABX3傳統三(san)維(wei)(wei)(wei)結(jie)(jie)構的(de)(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)材(cai)料由于(yu)(yu)自身(shen)的(de)(de)(de)離子(zi)遷移，以(yi)(yi)及在(zai)外界光、熱、水等因(yin)素下很容易被破壞，面臨(lin)著(zhu)長期穩(wen)定性(xing)(xing)差的(de)(de)(de)問題，嚴(yan)重制約了其實(shi)際應用。科學工(gong)作者創新地(di)通(tong)過鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)(jing)(jing)修(xiu)飾傳統的(de)(de)(de)三(san)維(wei)(wei)(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)方(fang)法來制備具(ju)有量子(zi)阱(jing)(jing)(jing)/三(san)維(wei)(wei)(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復合結(jie)(jie)構的(de)(de)(de)太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)電池(chi)，使得所制備的(de)(de)(de)器(qi)件具(ju)有良(liang)好的(de)(de)(de)耐輻照、耐高溫和(he)耐濕度(du)特性(xing)(xing)。現有的(de)(de)(de)報(bao)道主(zhu)要集中(zhong)在(zai)器(qi)件的(de)(de)(de)效率和(he)穩(wen)定性(xing)(xing)，但對(dui)于(yu)(yu)量子(zi)阱(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)形成機(ji)理(li)卻鮮有報(bao)道，尤其是對(dui)在(zai)不同(tong)條(tiao)件下的(de)(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)(jing)(jing)生(sheng)長機(ji)理(li)并不清楚(chu)。

為此，我校研(yan)究(jiu)團(tuan)隊采(cai)用高能同步(bu)輻射(she)掠入(ru)射(she)角X射(she)線衍射(she)實(shi)時表征了(le)(le)在(zai)三(san)維鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)表面通過旋(xuan)涂長鏈(lian)有(you)機(ji)(ji)銨鹽溶(rong)液(ye)法所制備鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子阱(jing)(jing)形(xing)成過程(cheng)，在(zai)了(le)(le)解(jie)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)生長機(ji)(ji)理(li)的(de)(de)(de)(de)前提(ti)(ti)(ti)下，研(yan)究(jiu)了(le)(le)不同反(fan)(fan)(fan)應(ying)條件(jian)對鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)相純度和取(qu)向有(you)序性(xing)產(chan)生影響。該項(xiang)成果從(cong)化(hua)學(xue)反(fan)(fan)(fan)應(ying)的(de)(de)(de)(de)機(ji)(ji)理(li)上確定了(le)(le)與(yu)長鏈(lian)分子反(fan)(fan)(fan)應(ying)的(de)(de)(de)(de)反(fan)(fan)(fan)應(ying)物，明確了(le)(le)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)形(xing)成機(ji)(ji)理(li)，探究(jiu)了(le)(le)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)調(diao)控(kong)與(yu)器(qi)(qi)件(jian)效(xiao)率以及穩定性(xing)的(de)(de)(de)(de)本(ben)質聯系，并(bing)指(zhi)出了(le)(le)有(you)效(xiao)的(de)(de)(de)(de)調(diao)控(kong)手段，建立了(le)(le)量(liang)(liang)子阱(jing)(jing)/三(san)維鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)復合結構薄膜(mo)最基礎(chu)理(li)論依據(ju)。鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)優越的(de)(de)(de)(de)材料(liao)性(xing)能預(yu)示(shi)著理(li)論上它具備打(da)破現有(you)傳統光(guang)伏格局的(de)(de)(de)(de)能力，目前科研(yan)領域正在(zai)關注單結鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)電池的(de)(de)(de)(de)轉換效(xiao)率、穩定性(xing)和降低鉛(qian)污染，有(you)初創企業推出的(de)(de)(de)(de)單結組(zu)件(jian)能量(liang)(liang)轉換效(xiao)率已超(chao)過17%，接近多晶硅組(zu)件(jian)的(de)(de)(de)(de)轉換效(xiao)率，并(bing)且理(li)論成本(ben)更(geng)低。本(ben)研(yan)究(jiu)工作(zuo)針(zhen)對傳統三(san)維鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)光(guang)伏器(qi)(qi)件(jian)穩定性(xing)差的(de)(de)(de)(de)特點，從(cong)成膜(mo)機(ji)(ji)理(li)上提(ti)(ti)(ti)出了(le)(le)量(liang)(liang)子阱(jing)(jing)/三(san)維鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)復合結構的(de)(de)(de)(de)有(you)效(xiao)調(diao)控(kong)手段，有(you)望(wang)從(cong)根本(ben)上提(ti)(ti)(ti)高器(qi)(qi)件(jian)的(de)(de)(de)(de)使用壽命(ming)，降低器(qi)(qi)件(jian)的(de)(de)(de)(de)制備成本(ben)，為工業化(hua)生高效(xiao)穩定鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)太陽能電池提(ti)(ti)(ti)供了(le)(le)新的(de)(de)(de)(de)技術(shu)途徑。

Advanced Materials是材料(liao)學(xue)科世界(jie)頂尖期(qi)刊，在(zai)國(guo)際材料(liao)領域享譽盛名，當前影(ying)響因子27.39。該研(yan)究工(gong)作受到國(guo)家自然科學(xue)基金(jin)委、深圳市科創委以及深圳職業技術學(xue)院的資(zi)助。

（霍夫曼先進材(cai)料研究院）