近日，我校霍夫曼先進(jin)(jin)(jin)材(cai)料(liao)研究(jiu)院諾獎團隊在利用高(gao)能(neng)同步輻射(she)(she)對鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量子阱的形(xing)成機(ji)理(li)研究(jiu)領域取得(de)重要進(jin)(jin)(jin)展：研究(jiu)團隊采用高(gao)能(neng)掠入(ru)射(she)(she)角X射(she)(she)線衍射(she)(she)實時表征了在三維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)表面通過(guo)旋涂長鏈(lian)有機(ji)銨鹽(yan)溶(rong)液法(fa)所制(zhi)備鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量子阱形(xing)成過(guo)程，明確了與(yu)長鏈(lian)有機(ji)銨分子發生反(fan)應的反(fan)應物；并通過(guo)追蹤反(fan)應產物在熱(re)退火前后的晶體結構演變，探究(jiu)了鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量子阱形(xing)成過(guo)程的具(ju)體路徑。這一研究(jiu)成果(guo)發表在材(cai)料(liao)領域國際頂尖期刊《先進(jin)(jin)(jin)材(cai)料(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論(lun)文第(di)(di)一作者為霍夫曼先進(jin)(jin)(jin)材(cai)料(liao)研究(jiu)院胡漢林副教授，深圳職業技術學(xue)院為論(lun)文第(di)(di)一完(wan)成單位。

有機(ji)(ji)-無(wu)機(ji)(ji)雜化(hua)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太陽(yang)(yang)能(neng)電池，因其優(you)異的(de)(de)(de)光電轉換效率（經(jing)認證(zheng)的(de)(de)(de)單結(jie)小(xiao)面(mian)積有機(ji)(ji)-無(wu)機(ji)(ji)雜化(hua)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太陽(yang)(yang)能(neng)電池效率已達25.5%）、較低的(de)(de)(de)成(cheng)本以及優(you)良的(de)(de)(de)力學柔性(xing)等(deng)(deng)特點，在新能(neng)源領域展現出了巨大的(de)(de)(de)應用前景。而(er)基于ABX3傳統三(san)維(wei)結(jie)構的(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)材(cai)料(liao)由于自身的(de)(de)(de)離(li)子遷移，以及在外界光、熱、水等(deng)(deng)因素下(xia)很容(rong)易被破壞，面(mian)臨(lin)著(zhu)長期(qi)穩定性(xing)差的(de)(de)(de)問題，嚴重制約了其實際應用。科學工作者創新地通(tong)過鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子阱修飾傳統的(de)(de)(de)三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)方法(fa)來制備具(ju)有量(liang)子阱/三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復合(he)結(jie)構的(de)(de)(de)太陽(yang)(yang)能(neng)電池，使得所制備的(de)(de)(de)器件具(ju)有良好的(de)(de)(de)耐(nai)輻照(zhao)、耐(nai)高溫和耐(nai)濕度特性(xing)。現有的(de)(de)(de)報道(dao)主要集中在器件的(de)(de)(de)效率和穩定性(xing)，但對(dui)于量(liang)子阱的(de)(de)(de)形成(cheng)機(ji)(ji)理卻鮮有報道(dao)，尤(you)其是對(dui)在不(bu)同條件下(xia)的(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子阱生長機(ji)(ji)理并(bing)不(bu)清(qing)楚(chu)。

為此，我校研究團隊采用高(gao)能(neng)(neng)同步(bu)輻射(she)掠(lve)入射(she)角X射(she)線衍射(she)實(shi)時表(biao)征了(le)在三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)表(biao)面通過旋涂長鏈(lian)有(you)機(ji)銨(an)鹽溶液法(fa)所制備(bei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱形成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)過程，在了(le)解鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)生長機(ji)理(li)的(de)(de)前(qian)提(ti)下，研究了(le)不同反(fan)應條件(jian)(jian)對鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱的(de)(de)相純(chun)度和取(qu)向有(you)序性產生影響。該項成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)果從化學反(fan)應的(de)(de)機(ji)理(li)上(shang)(shang)確(que)定(ding)了(le)與長鏈(lian)分子(zi)反(fan)應的(de)(de)反(fan)應物，明確(que)了(le)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱的(de)(de)形成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)機(ji)理(li)，探究了(le)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱的(de)(de)調(diao)控與器(qi)件(jian)(jian)效(xiao)(xiao)(xiao)率以(yi)及穩定(ding)性的(de)(de)本(ben)質聯系，并指出了(le)有(you)效(xiao)(xiao)(xiao)的(de)(de)調(diao)控手段，建(jian)立了(le)量(liang)(liang)子(zi)阱/三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)復合結(jie)(jie)構薄膜(mo)(mo)最基礎理(li)論(lun)依據。鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)優越的(de)(de)材料性能(neng)(neng)預示著理(li)論(lun)上(shang)(shang)它(ta)具備(bei)打(da)破現有(you)傳統(tong)光(guang)伏(fu)格局的(de)(de)能(neng)(neng)力，目(mu)前(qian)科研領域正在關(guan)注單(dan)結(jie)(jie)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)電(dian)池的(de)(de)轉換效(xiao)(xiao)(xiao)率、穩定(ding)性和降(jiang)(jiang)低鉛(qian)污染，有(you)初創企業(ye)推出的(de)(de)單(dan)結(jie)(jie)組件(jian)(jian)能(neng)(neng)量(liang)(liang)轉換效(xiao)(xiao)(xiao)率已超(chao)過17%，接近多晶硅組件(jian)(jian)的(de)(de)轉換效(xiao)(xiao)(xiao)率，并且理(li)論(lun)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)更(geng)低。本(ben)研究工作針對傳統(tong)三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)光(guang)伏(fu)器(qi)件(jian)(jian)穩定(ding)性差的(de)(de)特點，從成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)膜(mo)(mo)機(ji)理(li)上(shang)(shang)提(ti)出了(le)量(liang)(liang)子(zi)阱/三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)復合結(jie)(jie)構的(de)(de)有(you)效(xiao)(xiao)(xiao)調(diao)控手段，有(you)望從根(gen)本(ben)上(shang)(shang)提(ti)高(gao)器(qi)件(jian)(jian)的(de)(de)使用壽命(ming)，降(jiang)(jiang)低器(qi)件(jian)(jian)的(de)(de)制備(bei)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)，為工業(ye)化生高(gao)效(xiao)(xiao)(xiao)穩定(ding)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)太陽能(neng)(neng)電(dian)池提(ti)供了(le)新的(de)(de)技術途徑。

Advanced Materials是材(cai)料(liao)(liao)學(xue)(xue)科世界頂(ding)尖期(qi)刊(kan)，在國(guo)際材(cai)料(liao)(liao)領域享譽盛名，當前(qian)影響因(yin)子27.39。該研究工作(zuo)受到國(guo)家自然科學(xue)(xue)基金委、深(shen)圳市科創委以及(ji)深(shen)圳職業技術學(xue)(xue)院的資助(zhu)。

（霍夫曼先進材料研究院）