近日，我校(xiao)霍夫(fu)(fu)曼先進(jin)材料(liao)研究院諾獎團(tuan)隊在(zai)利用高(gao)能同步輻射(she)對鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦量(liang)(liang)子阱(jing)的(de)形成(cheng)機(ji)理研究領域(yu)取(qu)得(de)重要進(jin)展：研究團(tuan)隊采用高(gao)能掠(lve)入(ru)射(she)角X射(she)線衍射(she)實(shi)時表征了在(zai)三維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦表面通(tong)過(guo)旋涂長鏈(lian)有機(ji)銨鹽溶液法(fa)所制備鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦量(liang)(liang)子阱(jing)形成(cheng)過(guo)程，明(ming)確了與長鏈(lian)有機(ji)銨分子發生反應(ying)的(de)反應(ying)物；并通(tong)過(guo)追蹤反應(ying)產物在(zai)熱(re)退(tui)火前后的(de)晶體結構演變，探究了鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦量(liang)(liang)子阱(jing)形成(cheng)過(guo)程的(de)具體路(lu)徑。這一(yi)研究成(cheng)果發表在(zai)材料(liao)領域(yu)國際頂(ding)尖期刊《先進(jin)材料(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文第一(yi)作者為霍夫(fu)(fu)曼先進(jin)材料(liao)研究院胡(hu)漢林(lin)副教授，深圳職(zhi)業技(ji)術(shu)學院為論文第一(yi)完成(cheng)單位。

有(you)(you)(you)機(ji)-無機(ji)雜(za)化鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦太陽能(neng)電(dian)池(chi)(chi)，因(yin)其優異的(de)(de)(de)光(guang)電(dian)轉換效率（經認證的(de)(de)(de)單(dan)結小(xiao)面積有(you)(you)(you)機(ji)-無機(ji)雜(za)化鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦太陽能(neng)電(dian)池(chi)(chi)效率已達25.5%）、較低的(de)(de)(de)成本(ben)以及(ji)優良的(de)(de)(de)力學柔性(xing)等特(te)點，在(zai)新能(neng)源(yuan)領(ling)域展現出了巨大的(de)(de)(de)應用(yong)前(qian)景(jing)。而基于(yu)ABX3傳(chuan)統三維結構的(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦材(cai)料由于(yu)自(zi)身的(de)(de)(de)離子(zi)遷移，以及(ji)在(zai)外(wai)界光(guang)、熱、水等因(yin)素下(xia)很容易被破壞，面臨著長期穩定性(xing)差(cha)的(de)(de)(de)問題，嚴重(zhong)制(zhi)約了其實際應用(yong)。科(ke)學工作者創新地通過鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦量子(zi)阱修飾傳(chuan)統的(de)(de)(de)三維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦方法來制(zhi)備(bei)具(ju)有(you)(you)(you)量子(zi)阱/三維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦復合(he)結構的(de)(de)(de)太陽能(neng)電(dian)池(chi)(chi)，使(shi)得所(suo)制(zhi)備(bei)的(de)(de)(de)器件具(ju)有(you)(you)(you)良好的(de)(de)(de)耐輻照、耐高(gao)溫和耐濕度(du)特(te)性(xing)。現有(you)(you)(you)的(de)(de)(de)報道(dao)主要集中在(zai)器件的(de)(de)(de)效率和穩定性(xing)，但(dan)對于(yu)量子(zi)阱的(de)(de)(de)形成機(ji)理(li)卻鮮(xian)有(you)(you)(you)報道(dao)，尤其是對在(zai)不同條(tiao)件下(xia)的(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦量子(zi)阱生長機(ji)理(li)并不清楚(chu)。

為(wei)此，我(wo)校研(yan)(yan)究團隊采用高(gao)能(neng)同步輻(fu)射(she)掠入(ru)射(she)角X射(she)線衍射(she)實(shi)時表(biao)征了(le)(le)(le)在三維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)表(biao)面通過旋涂長(chang)鏈(lian)有(you)(you)(you)機(ji)銨鹽溶液法(fa)所制備(bei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)形成(cheng)(cheng)(cheng)過程，在了(le)(le)(le)解鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)生長(chang)機(ji)理的(de)(de)(de)(de)(de)(de)前提下，研(yan)(yan)究了(le)(le)(le)不同反應(ying)條件(jian)(jian)對鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)相純度和(he)取(qu)向有(you)(you)(you)序性產(chan)生影響。該項成(cheng)(cheng)(cheng)果從化學反應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)理上(shang)確(que)(que)定(ding)(ding)了(le)(le)(le)與長(chang)鏈(lian)分子(zi)(zi)反應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)反應(ying)物(wu)，明確(que)(que)了(le)(le)(le)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)形成(cheng)(cheng)(cheng)機(ji)理，探究了(le)(le)(le)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)調控與器(qi)件(jian)(jian)效率(lv)以及穩定(ding)(ding)性的(de)(de)(de)(de)(de)(de)本(ben)質(zhi)聯系，并指出了(le)(le)(le)有(you)(you)(you)效的(de)(de)(de)(de)(de)(de)調控手(shou)段(duan)，建立了(le)(le)(le)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)/三維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復合結(jie)構(gou)薄膜最基礎理論依據。鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)優越的(de)(de)(de)(de)(de)(de)材料性能(neng)預示著理論上(shang)它(ta)具備(bei)打破現有(you)(you)(you)傳統光伏格局的(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)力，目前科研(yan)(yan)領域正在關注單結(jie)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)電池的(de)(de)(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)換效率(lv)、穩定(ding)(ding)性和(he)降低(di)鉛(qian)污染，有(you)(you)(you)初創(chuang)企業(ye)推出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)單結(jie)組件(jian)(jian)能(neng)量(liang)(liang)(liang)轉(zhuan)換效率(lv)已超(chao)過17%，接近多(duo)晶硅(gui)組件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)換效率(lv)，并且理論成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)更低(di)。本(ben)研(yan)(yan)究工作針對傳統三維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)光伏器(qi)件(jian)(jian)穩定(ding)(ding)性差的(de)(de)(de)(de)(de)(de)特點(dian)，從成(cheng)(cheng)(cheng)膜機(ji)理上(shang)提出了(le)(le)(le)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)/三維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復合結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)有(you)(you)(you)效調控手(shou)段(duan)，有(you)(you)(you)望從根本(ben)上(shang)提高(gao)器(qi)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)使用壽命，降低(di)器(qi)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)制備(bei)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)，為(wei)工業(ye)化生高(gao)效穩定(ding)(ding)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)太陽能(neng)電池提供(gong)了(le)(le)(le)新的(de)(de)(de)(de)(de)(de)技(ji)術(shu)途徑。

Advanced Materials是材料學(xue)科世界頂尖期(qi)刊，在國際材料領域享(xiang)譽(yu)盛名，當(dang)前影響因(yin)子(zi)27.39。該研究工作受到國家自然科學(xue)基金委、深(shen)(shen)圳市科創委以及深(shen)(shen)圳職業技術學(xue)院(yuan)的資助。

（霍(huo)夫曼先進材料研究院）