近日，我校霍夫曼先進材料(liao)研(yan)究(jiu)院(yuan)諾獎團隊在(zai)(zai)利用高(gao)(gao)能同步輻射(she)對鈣鈦礦(kuang)量子阱的(de)形(xing)成(cheng)機理(li)研(yan)究(jiu)領域取得重(zhong)要進展：研(yan)究(jiu)團隊采用高(gao)(gao)能掠入(ru)射(she)角(jiao)X射(she)線(xian)衍(yan)射(she)實(shi)時(shi)表(biao)征了(le)在(zai)(zai)三維鈣鈦礦(kuang)表(biao)面(mian)通(tong)過旋涂長(chang)鏈(lian)有(you)機銨鹽(yan)溶液法(fa)所制備鈣鈦礦(kuang)量子阱形(xing)成(cheng)過程，明(ming)確了(le)與(yu)長(chang)鏈(lian)有(you)機銨分子發生反(fan)應(ying)的(de)反(fan)應(ying)物；并通(tong)過追(zhui)蹤反(fan)應(ying)產(chan)物在(zai)(zai)熱退火前后的(de)晶(jing)體結構(gou)演變，探究(jiu)了(le)鈣鈦礦(kuang)量子阱形(xing)成(cheng)過程的(de)具體路徑(jing)。這一研(yan)究(jiu)成(cheng)果(guo)發表(biao)在(zai)(zai)材料(liao)領域國際(ji)頂(ding)尖(jian)期刊(kan)《先進材料(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論(lun)文第一作(zuo)者為霍夫曼先進材料(liao)研(yan)究(jiu)院(yuan)胡漢(han)林副教授，深(shen)圳職業技術學(xue)院(yuan)為論(lun)文第一完成(cheng)單位。

有(you)(you)機(ji)-無機(ji)雜化鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦太(tai)陽(yang)能(neng)電池，因其優(you)異的光(guang)電轉換效(xiao)率(lv)(lv)（經認證的單結小面積有(you)(you)機(ji)-無機(ji)雜化鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦太(tai)陽(yang)能(neng)電池效(xiao)率(lv)(lv)已達(da)25.5%）、較低的成本以(yi)及(ji)優(you)良的力學(xue)柔性等(deng)特點，在(zai)(zai)(zai)新(xin)能(neng)源領域展(zhan)現出了巨大(da)的應(ying)用前景。而基于ABX3傳統(tong)三(san)維結構(gou)的鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦材(cai)料由于自身的離子(zi)(zi)遷移，以(yi)及(ji)在(zai)(zai)(zai)外界光(guang)、熱、水(shui)等(deng)因素下很容易(yi)被破壞(huai)，面臨(lin)著長(chang)期穩定(ding)性差的問題，嚴(yan)重制(zhi)約了其實際(ji)應(ying)用。科學(xue)工作者創新(xin)地(di)通過鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦量子(zi)(zi)阱修(xiu)飾傳統(tong)的三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦方法來(lai)制(zhi)備具(ju)有(you)(you)量子(zi)(zi)阱/三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦復合(he)結構(gou)的太(tai)陽(yang)能(neng)電池，使得所(suo)制(zhi)備的器件具(ju)有(you)(you)良好(hao)的耐(nai)輻(fu)照、耐(nai)高溫和耐(nai)濕度特性。現有(you)(you)的報道主(zhu)要集中在(zai)(zai)(zai)器件的效(xiao)率(lv)(lv)和穩定(ding)性，但對于量子(zi)(zi)阱的形成機(ji)理(li)卻(que)鮮有(you)(you)報道，尤其是對在(zai)(zai)(zai)不(bu)同條(tiao)件下的鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦量子(zi)(zi)阱生(sheng)長(chang)機(ji)理(li)并(bing)不(bu)清楚。

為此，我校研(yan)究團隊(dui)采用(yong)高能(neng)同(tong)步輻射掠入(ru)射角X射線衍射實時表(biao)征(zheng)了(le)(le)在(zai)三(san)(san)維鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)表(biao)面通過旋涂長(chang)鏈(lian)有(you)機(ji)(ji)銨鹽溶液法所制備鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)(liang)(liang)子阱(jing)形成(cheng)(cheng)(cheng)過程，在(zai)了(le)(le)解鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)生長(chang)機(ji)(ji)理的(de)前提下，研(yan)究了(le)(le)不同(tong)反應(ying)條(tiao)件(jian)對(dui)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)(liang)(liang)子阱(jing)的(de)相純度(du)和取(qu)向有(you)序性產生影(ying)響。該項成(cheng)(cheng)(cheng)果從化(hua)學反應(ying)的(de)機(ji)(ji)理上(shang)確(que)定(ding)了(le)(le)與長(chang)鏈(lian)分子反應(ying)的(de)反應(ying)物，明(ming)確(que)了(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)(liang)(liang)子阱(jing)的(de)形成(cheng)(cheng)(cheng)機(ji)(ji)理，探(tan)究了(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)(liang)(liang)子阱(jing)的(de)調(diao)控(kong)與器(qi)(qi)件(jian)效(xiao)(xiao)率以及穩定(ding)性的(de)本(ben)質(zhi)聯系，并(bing)指出(chu)了(le)(le)有(you)效(xiao)(xiao)的(de)調(diao)控(kong)手段(duan)，建(jian)立了(le)(le)量(liang)(liang)(liang)(liang)子阱(jing)/三(san)(san)維鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)復(fu)合結構薄膜最基礎理論(lun)(lun)依據。鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)優越的(de)材料(liao)性能(neng)預示著理論(lun)(lun)上(shang)它具備打(da)破現有(you)傳統光伏(fu)格局的(de)能(neng)力，目前科研(yan)領(ling)域正(zheng)在(zai)關注單(dan)結鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)電池的(de)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)(xiao)率、穩定(ding)性和降低鉛污染，有(you)初創企(qi)業推出(chu)的(de)單(dan)結組件(jian)能(neng)量(liang)(liang)(liang)(liang)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)(xiao)率已超過17%，接近多晶(jing)硅(gui)組件(jian)的(de)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)(xiao)率，并(bing)且理論(lun)(lun)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)更低。本(ben)研(yan)究工作(zuo)針對(dui)傳統三(san)(san)維鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)光伏(fu)器(qi)(qi)件(jian)穩定(ding)性差的(de)特(te)點，從成(cheng)(cheng)(cheng)膜機(ji)(ji)理上(shang)提出(chu)了(le)(le)量(liang)(liang)(liang)(liang)子阱(jing)/三(san)(san)維鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)復(fu)合結構的(de)有(you)效(xiao)(xiao)調(diao)控(kong)手段(duan)，有(you)望(wang)從根本(ben)上(shang)提高器(qi)(qi)件(jian)的(de)使用(yong)壽命(ming)，降低器(qi)(qi)件(jian)的(de)制備成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)，為工業化(hua)生高效(xiao)(xiao)穩定(ding)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)太陽能(neng)電池提供了(le)(le)新的(de)技術途徑(jing)。

Advanced Materials是材(cai)料學科世界頂尖(jian)期刊，在國際材(cai)料領域享譽盛名，當前影響因子27.39。該研究(jiu)工作(zuo)受到國家自然科學基金委、深圳市科創委以(yi)及深圳職業技術(shu)學院的資助。

（霍(huo)夫曼先進材料研究院）