近日，我校霍夫曼先進(jin)材(cai)料(liao)研(yan)究(jiu)(jiu)院(yuan)諾獎團(tuan)隊(dui)在(zai)(zai)利用(yong)高(gao)能(neng)同步輻射(she)(she)對鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱的(de)(de)形成機(ji)理(li)研(yan)究(jiu)(jiu)領域(yu)取得(de)重要進(jin)展：研(yan)究(jiu)(jiu)團(tuan)隊(dui)采用(yong)高(gao)能(neng)掠入(ru)射(she)(she)角X射(she)(she)線衍射(she)(she)實(shi)時(shi)表(biao)征了在(zai)(zai)三維鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)表(biao)面通過旋(xuan)涂長鏈(lian)有機(ji)銨鹽溶液法所制備(bei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱形成過程，明確了與長鏈(lian)有機(ji)銨分子(zi)發(fa)生(sheng)反應(ying)的(de)(de)反應(ying)物(wu)；并通過追蹤(zong)反應(ying)產物(wu)在(zai)(zai)熱退(tui)火前后的(de)(de)晶體結構(gou)演(yan)變，探究(jiu)(jiu)了鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱形成過程的(de)(de)具(ju)體路徑。這一研(yan)究(jiu)(jiu)成果發(fa)表(biao)在(zai)(zai)材(cai)料(liao)領域(yu)國際頂尖期刊《先進(jin)材(cai)料(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文(wen)第(di)一作者為霍夫曼先進(jin)材(cai)料(liao)研(yan)究(jiu)(jiu)院(yuan)胡漢林副教授，深圳職(zhi)業(ye)技術學院(yuan)為論文(wen)第(di)一完成單位。

有(you)(you)機(ji)(ji)-無機(ji)(ji)雜(za)化鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)太(tai)陽(yang)能電池，因(yin)其(qi)優異的(de)(de)(de)光電轉換效(xiao)率(lv)（經(jing)認證的(de)(de)(de)單(dan)結小面(mian)積(ji)有(you)(you)機(ji)(ji)-無機(ji)(ji)雜(za)化鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)太(tai)陽(yang)能電池效(xiao)率(lv)已達25.5%）、較低的(de)(de)(de)成(cheng)本以及優良的(de)(de)(de)力學柔性等(deng)特點(dian)，在(zai)(zai)新(xin)能源領域展(zhan)現出了(le)巨大的(de)(de)(de)應用(yong)前(qian)景(jing)。而基于(yu)ABX3傳(chuan)統三(san)(san)維結構(gou)的(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)材(cai)料(liao)由于(yu)自身的(de)(de)(de)離子(zi)遷移，以及在(zai)(zai)外界(jie)光、熱(re)、水等(deng)因(yin)素下很容易被破(po)壞，面(mian)臨(lin)著(zhu)長期(qi)穩定(ding)性差的(de)(de)(de)問題，嚴(yan)重(zhong)制(zhi)約了(le)其(qi)實際(ji)應用(yong)。科學工作者創新(xin)地(di)通過鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱修飾傳(chuan)統的(de)(de)(de)三(san)(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)方(fang)法(fa)來(lai)制(zhi)備(bei)(bei)具有(you)(you)量子(zi)阱/三(san)(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)復合結構(gou)的(de)(de)(de)太(tai)陽(yang)能電池，使(shi)得所(suo)制(zhi)備(bei)(bei)的(de)(de)(de)器(qi)件具有(you)(you)良好(hao)的(de)(de)(de)耐(nai)輻照、耐(nai)高溫和(he)耐(nai)濕(shi)度特性。現有(you)(you)的(de)(de)(de)報道主(zhu)要集中(zhong)在(zai)(zai)器(qi)件的(de)(de)(de)效(xiao)率(lv)和(he)穩定(ding)性，但對于(yu)量子(zi)阱的(de)(de)(de)形成(cheng)機(ji)(ji)理(li)卻(que)鮮有(you)(you)報道，尤其(qi)是對在(zai)(zai)不同條件下的(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱生長機(ji)(ji)理(li)并不清楚。

為(wei)此，我校研究團隊采用高能同(tong)(tong)步輻射(she)(she)掠入(ru)射(she)(she)角X射(she)(she)線衍射(she)(she)實時表(biao)征(zheng)了(le)(le)(le)(le)(le)在三(san)(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)表(biao)面通過(guo)旋涂長(chang)鏈有(you)(you)機(ji)銨鹽溶(rong)液法(fa)所制備鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱形成過(guo)程，在了(le)(le)(le)(le)(le)解鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)生(sheng)長(chang)機(ji)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)前提下，研究了(le)(le)(le)(le)(le)不同(tong)(tong)反(fan)應條件對鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱的(de)(de)(de)(de)相純(chun)度和取向(xiang)有(you)(you)序性(xing)產生(sheng)影響(xiang)。該項成果從化學反(fan)應的(de)(de)(de)(de)機(ji)理(li)(li)上(shang)確(que)(que)定(ding)了(le)(le)(le)(le)(le)與(yu)長(chang)鏈分子(zi)反(fan)應的(de)(de)(de)(de)反(fan)應物，明確(que)(que)了(le)(le)(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱的(de)(de)(de)(de)形成機(ji)理(li)(li)，探究了(le)(le)(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱的(de)(de)(de)(de)調控(kong)(kong)與(yu)器(qi)件效率(lv)(lv)以及穩(wen)定(ding)性(xing)的(de)(de)(de)(de)本(ben)質(zhi)聯系(xi)，并(bing)指出了(le)(le)(le)(le)(le)有(you)(you)效的(de)(de)(de)(de)調控(kong)(kong)手段，建(jian)立(li)了(le)(le)(le)(le)(le)量(liang)(liang)子(zi)阱/三(san)(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復(fu)合結構薄膜(mo)最(zui)基礎理(li)(li)論(lun)(lun)依據。鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)優越的(de)(de)(de)(de)材(cai)料性(xing)能預示著(zhu)理(li)(li)論(lun)(lun)上(shang)它具備打破現有(you)(you)傳統(tong)光(guang)伏格局的(de)(de)(de)(de)能力，目前科研領域正在關注單結鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)電池(chi)的(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)換(huan)效率(lv)(lv)、穩(wen)定(ding)性(xing)和降低鉛污染，有(you)(you)初創企業推出的(de)(de)(de)(de)單結組件能量(liang)(liang)轉(zhuan)換(huan)效率(lv)(lv)已超過(guo)17%，接近多晶(jing)硅組件的(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)換(huan)效率(lv)(lv)，并(bing)且理(li)(li)論(lun)(lun)成本(ben)更(geng)低。本(ben)研究工作(zuo)針(zhen)對傳統(tong)三(san)(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)光(guang)伏器(qi)件穩(wen)定(ding)性(xing)差的(de)(de)(de)(de)特點，從成膜(mo)機(ji)理(li)(li)上(shang)提出了(le)(le)(le)(le)(le)量(liang)(liang)子(zi)阱/三(san)(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復(fu)合結構的(de)(de)(de)(de)有(you)(you)效調控(kong)(kong)手段，有(you)(you)望從根本(ben)上(shang)提高器(qi)件的(de)(de)(de)(de)使(shi)用壽命，降低器(qi)件的(de)(de)(de)(de)制備成本(ben)，為(wei)工業化生(sheng)高效穩(wen)定(ding)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太陽能電池(chi)提供(gong)了(le)(le)(le)(le)(le)新的(de)(de)(de)(de)技術途(tu)徑。

Advanced Materials是材(cai)料學科(ke)世界頂尖期刊，在國(guo)際材(cai)料領域享譽盛名，當前影(ying)響因子(zi)27.39。該研究工作受到國(guo)家自然科(ke)學基金(jin)委(wei)、深(shen)圳(zhen)市科(ke)創委(wei)以(yi)及深(shen)圳(zhen)職業技術學院的資助。

（霍(huo)夫曼先進材(cai)料研究院(yuan)）