近日，我校霍夫曼(man)先進(jin)材(cai)(cai)料(liao)研究(jiu)(jiu)院諾獎團隊在利用高(gao)能同步輻射(she)對鈣(gai)鈦(tai)礦量子(zi)(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)形(xing)(xing)成機理研究(jiu)(jiu)領(ling)(ling)域取得(de)重要進(jin)展：研究(jiu)(jiu)團隊采用高(gao)能掠入射(she)角X射(she)線衍射(she)實時表征了在三維鈣(gai)鈦(tai)礦表面(mian)通過(guo)旋涂長鏈(lian)(lian)有(you)機銨鹽溶(rong)液(ye)法所制(zhi)備(bei)鈣(gai)鈦(tai)礦量子(zi)(zi)(zi)阱(jing)形(xing)(xing)成過(guo)程，明(ming)確了與長鏈(lian)(lian)有(you)機銨分子(zi)(zi)(zi)發生反(fan)(fan)應的(de)(de)(de)(de)反(fan)(fan)應物(wu)；并通過(guo)追蹤反(fan)(fan)應產物(wu)在熱退(tui)火前后的(de)(de)(de)(de)晶體(ti)結構(gou)演變，探究(jiu)(jiu)了鈣(gai)鈦(tai)礦量子(zi)(zi)(zi)阱(jing)形(xing)(xing)成過(guo)程的(de)(de)(de)(de)具體(ti)路徑(jing)。這(zhe)一研究(jiu)(jiu)成果發表在材(cai)(cai)料(liao)領(ling)(ling)域國際頂尖期刊(kan)《先進(jin)材(cai)(cai)料(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文第一作者為霍夫曼(man)先進(jin)材(cai)(cai)料(liao)研究(jiu)(jiu)院胡漢(han)林副教授，深圳(zhen)職業技術學(xue)院為論文第一完成單位(wei)。

有機(ji)-無機(ji)雜(za)化(hua)鈣(gai)鈦礦(kuang)太(tai)陽(yang)(yang)能電(dian)池，因(yin)其優異的(de)(de)(de)(de)光電(dian)轉(zhuan)換效率（經認證(zheng)的(de)(de)(de)(de)單結小面積(ji)有機(ji)-無機(ji)雜(za)化(hua)鈣(gai)鈦礦(kuang)太(tai)陽(yang)(yang)能電(dian)池效率已達25.5%）、較低的(de)(de)(de)(de)成本(ben)以及優良的(de)(de)(de)(de)力學(xue)柔性等(deng)特點，在(zai)(zai)新能源領域展現出(chu)了巨大的(de)(de)(de)(de)應用(yong)前(qian)景。而基于ABX3傳統三維結構的(de)(de)(de)(de)鈣(gai)鈦礦(kuang)材料由于自身的(de)(de)(de)(de)離子(zi)(zi)(zi)遷移，以及在(zai)(zai)外(wai)界光、熱(re)、水等(deng)因(yin)素下(xia)很容易被破壞(huai)，面臨著長期穩定性差的(de)(de)(de)(de)問題(ti)，嚴重制(zhi)約(yue)了其實際應用(yong)。科學(xue)工作者創新地(di)通過鈣(gai)鈦礦(kuang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)修(xiu)飾(shi)傳統的(de)(de)(de)(de)三維鈣(gai)鈦礦(kuang)方法來(lai)制(zhi)備具有量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)/三維鈣(gai)鈦礦(kuang)復合結構的(de)(de)(de)(de)太(tai)陽(yang)(yang)能電(dian)池，使得所制(zhi)備的(de)(de)(de)(de)器件具有良好(hao)的(de)(de)(de)(de)耐輻(fu)照、耐高溫和耐濕度(du)特性。現有的(de)(de)(de)(de)報道主要集(ji)中(zhong)在(zai)(zai)器件的(de)(de)(de)(de)效率和穩定性，但對于量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)形成機(ji)理(li)卻鮮(xian)有報道，尤其是(shi)對在(zai)(zai)不(bu)同條(tiao)件下(xia)的(de)(de)(de)(de)鈣(gai)鈦礦(kuang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)生長機(ji)理(li)并不(bu)清楚。

為此，我校研究(jiu)團隊采(cai)用(yong)高能(neng)同(tong)步輻(fu)射(she)掠(lve)入射(she)角X射(she)線衍射(she)實時表征了(le)在三(san)(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)表面通過旋涂長鏈有機銨鹽溶(rong)液法(fa)所制備(bei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子阱(jing)形成(cheng)過程，在了(le)解鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)生長機理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)前提下(xia)，研究(jiu)了(le)不同(tong)反應條件(jian)(jian)對(dui)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子阱(jing)的(de)(de)(de)(de)相純度和(he)取(qu)向有序性(xing)(xing)產生影響。該(gai)項成(cheng)果從(cong)(cong)(cong)化學反應的(de)(de)(de)(de)機理(li)(li)上(shang)確定了(le)與長鏈分子反應的(de)(de)(de)(de)反應物，明確了(le)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子阱(jing)的(de)(de)(de)(de)形成(cheng)機理(li)(li)，探究(jiu)了(le)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子阱(jing)的(de)(de)(de)(de)調(diao)(diao)(diao)控(kong)(kong)與器(qi)件(jian)(jian)效率以及穩(wen)定性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)本質聯系(xi)，并(bing)指出(chu)了(le)有效的(de)(de)(de)(de)調(diao)(diao)(diao)控(kong)(kong)手段，建立了(le)量(liang)(liang)子阱(jing)/三(san)(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)復合(he)結(jie)構薄膜(mo)(mo)最(zui)基礎(chu)理(li)(li)論依據。鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)優越的(de)(de)(de)(de)材(cai)料(liao)性(xing)(xing)能(neng)預(yu)示著理(li)(li)論上(shang)它(ta)具(ju)備(bei)打破現有傳統光伏(fu)格局(ju)的(de)(de)(de)(de)能(neng)力，目前科研領(ling)域正在關(guan)注單結(jie)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)電(dian)(dian)池的(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)換(huan)效率、穩(wen)定性(xing)(xing)和(he)降(jiang)低(di)(di)鉛污(wu)染(ran)，有初創企業(ye)推出(chu)的(de)(de)(de)(de)單結(jie)組(zu)件(jian)(jian)能(neng)量(liang)(liang)轉(zhuan)(zhuan)換(huan)效率已超(chao)過17%，接近多晶硅組(zu)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)換(huan)效率，并(bing)且理(li)(li)論成(cheng)本更低(di)(di)。本研究(jiu)工作針(zhen)對(dui)傳統三(san)(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)光伏(fu)器(qi)件(jian)(jian)穩(wen)定性(xing)(xing)差(cha)的(de)(de)(de)(de)特點，從(cong)(cong)(cong)成(cheng)膜(mo)(mo)機理(li)(li)上(shang)提出(chu)了(le)量(liang)(liang)子阱(jing)/三(san)(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)復合(he)結(jie)構的(de)(de)(de)(de)有效調(diao)(diao)(diao)控(kong)(kong)手段，有望(wang)從(cong)(cong)(cong)根本上(shang)提高器(qi)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)使用(yong)壽命(ming)，降(jiang)低(di)(di)器(qi)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)制備(bei)成(cheng)本，為工業(ye)化生高效穩(wen)定鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)太陽能(neng)電(dian)(dian)池提供了(le)新的(de)(de)(de)(de)技(ji)術途徑。

Advanced Materials是材(cai)料學(xue)科世界頂(ding)尖(jian)期刊，在國際材(cai)料領域享譽盛名，當前影響因子(zi)27.39。該研究工作受到國家自然科學(xue)基(ji)金委、深圳市科創委以及(ji)深圳職(zhi)業技術學(xue)院的資助。

（霍夫曼(man)先進材料研究院）