近日，我校(xiao)霍(huo)夫曼先進(jin)(jin)材料(liao)(liao)研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)院(yuan)諾獎團隊在(zai)利用(yong)高能同步輻(fu)射對鈣鈦礦量子(zi)(zi)阱(jing)的形成機理(li)研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)領域取得重要進(jin)(jin)展：研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)團隊采(cai)用(yong)高能掠(lve)入射角(jiao)X射線衍射實時表(biao)征了在(zai)三(san)維鈣鈦礦表(biao)面通(tong)過旋涂長鏈有機銨(an)鹽溶液法所制備鈣鈦礦量子(zi)(zi)阱(jing)形成過程，明確了與長鏈有機銨(an)分子(zi)(zi)發生(sheng)反(fan)(fan)應的反(fan)(fan)應物；并通(tong)過追蹤(zong)反(fan)(fan)應產物在(zai)熱退火前(qian)后(hou)的晶體(ti)結構演變，探究(jiu)(jiu)(jiu)了鈣鈦礦量子(zi)(zi)阱(jing)形成過程的具(ju)體(ti)路(lu)徑。這一研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)成果發表(biao)在(zai)材料(liao)(liao)領域國(guo)際(ji)頂(ding)尖(jian)期(qi)刊《先進(jin)(jin)材料(liao)(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文第一作(zuo)者為霍(huo)夫曼先進(jin)(jin)材料(liao)(liao)研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)院(yuan)胡(hu)漢(han)林副教授，深圳職業技(ji)術學院(yuan)為論文第一完成單(dan)位。

有(you)機(ji)-無機(ji)雜化(hua)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦太(tai)陽(yang)(yang)能電(dian)池，因其(qi)優異的(de)(de)光電(dian)轉換效率(lv)（經認證(zheng)的(de)(de)單結小面(mian)(mian)積有(you)機(ji)-無機(ji)雜化(hua)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦太(tai)陽(yang)(yang)能電(dian)池效率(lv)已達25.5%）、較低的(de)(de)成(cheng)本以(yi)及優良的(de)(de)力學柔性(xing)等特點(dian)，在(zai)新(xin)能源(yuan)領域(yu)展現出了(le)巨大(da)的(de)(de)應用(yong)前景。而基(ji)于ABX3傳統(tong)三(san)維結構的(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦材料由于自身的(de)(de)離子(zi)遷移，以(yi)及在(zai)外界(jie)光、熱(re)、水(shui)等因素下(xia)很(hen)容易被(bei)破壞，面(mian)(mian)臨著長期穩定性(xing)差(cha)的(de)(de)問(wen)題，嚴重(zhong)制約了(le)其(qi)實際(ji)應用(yong)。科學工作(zuo)者(zhe)創新(xin)地通過鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)修飾傳統(tong)的(de)(de)三(san)維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦方法來制備(bei)具有(you)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)/三(san)維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦復合結構的(de)(de)太(tai)陽(yang)(yang)能電(dian)池，使得所制備(bei)的(de)(de)器(qi)件具有(you)良好(hao)的(de)(de)耐(nai)(nai)輻照(zhao)、耐(nai)(nai)高溫和耐(nai)(nai)濕度特性(xing)。現有(you)的(de)(de)報道主(zhu)要集中(zhong)在(zai)器(qi)件的(de)(de)效率(lv)和穩定性(xing)，但(dan)對(dui)于量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)形成(cheng)機(ji)理卻鮮(xian)有(you)報道，尤(you)其(qi)是(shi)對(dui)在(zai)不(bu)同條件下(xia)的(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)生長機(ji)理并不(bu)清(qing)楚。

為此，我校研(yan)究(jiu)(jiu)團隊采用高能同步輻射掠入射角(jiao)X射線衍射實(shi)時表征了(le)(le)在三維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)表面通(tong)過(guo)旋(xuan)涂長鏈有(you)(you)機(ji)銨鹽溶液法所制備(bei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)形成(cheng)(cheng)過(guo)程，在了(le)(le)解鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)生長機(ji)理的(de)(de)(de)(de)前提下，研(yan)究(jiu)(jiu)了(le)(le)不同反(fan)應條(tiao)件(jian)對(dui)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)相(xiang)純度和取向(xiang)有(you)(you)序性產(chan)生影響(xiang)。該項成(cheng)(cheng)果從化(hua)學(xue)反(fan)應的(de)(de)(de)(de)機(ji)理上確定(ding)了(le)(le)與(yu)長鏈分(fen)子(zi)反(fan)應的(de)(de)(de)(de)反(fan)應物，明確了(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)形成(cheng)(cheng)機(ji)理，探究(jiu)(jiu)了(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)調控與(yu)器(qi)件(jian)效(xiao)率(lv)(lv)以(yi)及(ji)穩(wen)定(ding)性的(de)(de)(de)(de)本質聯系(xi)，并指出了(le)(le)有(you)(you)效(xiao)的(de)(de)(de)(de)調控手(shou)(shou)段，建立了(le)(le)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)/三維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)復(fu)合(he)結(jie)構薄膜(mo)最(zui)基礎理論(lun)(lun)依據。鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)優越的(de)(de)(de)(de)材料性能預示著理論(lun)(lun)上它具備(bei)打破現有(you)(you)傳統光伏格局的(de)(de)(de)(de)能力，目(mu)前科(ke)研(yan)領(ling)域正在關注單結(jie)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)電池的(de)(de)(de)(de)轉換(huan)效(xiao)率(lv)(lv)、穩(wen)定(ding)性和降(jiang)(jiang)低(di)(di)鉛污染，有(you)(you)初(chu)創企業推(tui)出的(de)(de)(de)(de)單結(jie)組件(jian)能量(liang)(liang)轉換(huan)效(xiao)率(lv)(lv)已超過(guo)17%，接近多晶硅組件(jian)的(de)(de)(de)(de)轉換(huan)效(xiao)率(lv)(lv)，并且理論(lun)(lun)成(cheng)(cheng)本更低(di)(di)。本研(yan)究(jiu)(jiu)工作針對(dui)傳統三維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)光伏器(qi)件(jian)穩(wen)定(ding)性差的(de)(de)(de)(de)特點，從成(cheng)(cheng)膜(mo)機(ji)理上提出了(le)(le)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)/三維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)復(fu)合(he)結(jie)構的(de)(de)(de)(de)有(you)(you)效(xiao)調控手(shou)(shou)段，有(you)(you)望從根本上提高器(qi)件(jian)的(de)(de)(de)(de)使用壽命，降(jiang)(jiang)低(di)(di)器(qi)件(jian)的(de)(de)(de)(de)制備(bei)成(cheng)(cheng)本，為工業化(hua)生高效(xiao)穩(wen)定(ding)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)太陽能電池提供了(le)(le)新的(de)(de)(de)(de)技術途徑。

Advanced Materials是材(cai)料學科世界頂尖(jian)期刊，在國(guo)(guo)際材(cai)料領域享譽盛名，當前影(ying)響因子27.39。該研究工作受到國(guo)(guo)家自然科學基金委、深(shen)(shen)圳(zhen)市科創(chuang)委以及深(shen)(shen)圳(zhen)職業技術學院的資(zi)助。

（霍夫曼先(xian)進材(cai)料研究院(yuan)）