近日，我校霍(huo)夫(fu)(fu)曼先進(jin)材(cai)料研(yan)(yan)究院(yuan)諾獎團(tuan)隊(dui)在(zai)(zai)利(li)用高(gao)能(neng)同步輻(fu)射(she)(she)(she)對鈣(gai)鈦礦量子(zi)阱的(de)(de)形(xing)成機(ji)理研(yan)(yan)究領域取(qu)得重要進(jin)展：研(yan)(yan)究團(tuan)隊(dui)采用高(gao)能(neng)掠入射(she)(she)(she)角X射(she)(she)(she)線衍射(she)(she)(she)實時(shi)表(biao)(biao)征了(le)在(zai)(zai)三維(wei)鈣(gai)鈦礦表(biao)(biao)面通(tong)過(guo)旋涂(tu)長鏈有(you)機(ji)銨鹽溶液法所制備鈣(gai)鈦礦量子(zi)阱形(xing)成過(guo)程，明確(que)了(le)與長鏈有(you)機(ji)銨分子(zi)發生反(fan)應的(de)(de)反(fan)應物；并通(tong)過(guo)追蹤反(fan)應產物在(zai)(zai)熱(re)退火前后(hou)的(de)(de)晶體結構(gou)演變，探究了(le)鈣(gai)鈦礦量子(zi)阱形(xing)成過(guo)程的(de)(de)具體路徑。這一(yi)研(yan)(yan)究成果發表(biao)(biao)在(zai)(zai)材(cai)料領域國際(ji)頂尖期刊《先進(jin)材(cai)料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文第一(yi)作者為霍(huo)夫(fu)(fu)曼先進(jin)材(cai)料研(yan)(yan)究院(yuan)胡漢(han)林副教授，深圳職業(ye)技術學院(yuan)為論文第一(yi)完(wan)成單(dan)位。

有(you)機(ji)(ji)-無機(ji)(ji)雜化鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦太陽能(neng)(neng)(neng)電(dian)(dian)池，因(yin)其(qi)優異(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)電(dian)(dian)轉(zhuan)換效率(lv)(lv)（經認證的(de)(de)(de)(de)(de)單結小面積有(you)機(ji)(ji)-無機(ji)(ji)雜化鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦太陽能(neng)(neng)(neng)電(dian)(dian)池效率(lv)(lv)已達(da)25.5%）、較低的(de)(de)(de)(de)(de)成本以(yi)及(ji)優良(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)力學柔性等特點，在(zai)新能(neng)(neng)(neng)源領域展(zhan)現出了巨大的(de)(de)(de)(de)(de)應用前景。而基于ABX3傳統三維結構的(de)(de)(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦材料(liao)由于自身(shen)的(de)(de)(de)(de)(de)離子遷移，以(yi)及(ji)在(zai)外界光(guang)、熱、水等因(yin)素(su)下很容(rong)易(yi)被破壞(huai)，面臨(lin)著長期(qi)穩(wen)定性差的(de)(de)(de)(de)(de)問題，嚴重制(zhi)約了其(qi)實際(ji)應用。科學工作者創新地(di)通過鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦量(liang)子阱修飾傳統的(de)(de)(de)(de)(de)三維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦方法來制(zhi)備(bei)具有(you)量(liang)子阱/三維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦復合結構的(de)(de)(de)(de)(de)太陽能(neng)(neng)(neng)電(dian)(dian)池，使得所制(zhi)備(bei)的(de)(de)(de)(de)(de)器件(jian)具有(you)良(liang)好的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)輻照、耐(nai)高溫和(he)耐(nai)濕度特性。現有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)報(bao)道(dao)主要(yao)集中在(zai)器件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)效率(lv)(lv)和(he)穩(wen)定性，但對于量(liang)子阱的(de)(de)(de)(de)(de)形成機(ji)(ji)理(li)(li)卻(que)鮮(xian)有(you)報(bao)道(dao)，尤其(qi)是(shi)對在(zai)不(bu)同條件(jian)下的(de)(de)(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦量(liang)子阱生(sheng)長機(ji)(ji)理(li)(li)并不(bu)清楚。

為此，我校研(yan)(yan)究團隊采用高(gao)能(neng)同步輻射(she)掠入(ru)射(she)角X射(she)線衍射(she)實時表(biao)征(zheng)了(le)在(zai)(zai)三(san)維(wei)鈣鈦(tai)(tai)(tai)礦表(biao)面通過(guo)旋涂長鏈(lian)有(you)機(ji)銨鹽溶液法(fa)所制備(bei)鈣鈦(tai)(tai)(tai)礦量(liang)(liang)(liang)(liang)子阱形(xing)成(cheng)(cheng)過(guo)程(cheng)，在(zai)(zai)了(le)解鈣鈦(tai)(tai)(tai)礦生長機(ji)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)前提(ti)下，研(yan)(yan)究了(le)不同反應條件(jian)(jian)對鈣鈦(tai)(tai)(tai)礦量(liang)(liang)(liang)(liang)子阱的(de)(de)(de)(de)相純度和取(qu)向有(you)序性(xing)產生影(ying)響。該(gai)項成(cheng)(cheng)果(guo)從化學反應的(de)(de)(de)(de)機(ji)理(li)(li)上確(que)定(ding)了(le)與長鏈(lian)分子反應的(de)(de)(de)(de)反應物，明確(que)了(le)鈣鈦(tai)(tai)(tai)礦量(liang)(liang)(liang)(liang)子阱的(de)(de)(de)(de)形(xing)成(cheng)(cheng)機(ji)理(li)(li)，探(tan)究了(le)鈣鈦(tai)(tai)(tai)礦量(liang)(liang)(liang)(liang)子阱的(de)(de)(de)(de)調(diao)控(kong)與器(qi)件(jian)(jian)效(xiao)率(lv)以及穩(wen)定(ding)性(xing)的(de)(de)(de)(de)本(ben)(ben)(ben)(ben)質聯系，并(bing)指出(chu)了(le)有(you)效(xiao)的(de)(de)(de)(de)調(diao)控(kong)手(shou)段，建立了(le)量(liang)(liang)(liang)(liang)子阱/三(san)維(wei)鈣鈦(tai)(tai)(tai)礦復(fu)(fu)合結(jie)構薄膜(mo)最基礎理(li)(li)論依(yi)據。鈣鈦(tai)(tai)(tai)礦優越的(de)(de)(de)(de)材(cai)料(liao)性(xing)能(neng)預示著理(li)(li)論上它(ta)具備(bei)打破現有(you)傳統(tong)光伏格局的(de)(de)(de)(de)能(neng)力(li)，目前科研(yan)(yan)領域正(zheng)在(zai)(zai)關注單結(jie)鈣鈦(tai)(tai)(tai)礦電(dian)池(chi)的(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)、穩(wen)定(ding)性(xing)和降(jiang)低鉛污染，有(you)初(chu)創企業(ye)推出(chu)的(de)(de)(de)(de)單結(jie)組件(jian)(jian)能(neng)量(liang)(liang)(liang)(liang)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)已超(chao)過(guo)17%，接(jie)近多晶(jing)硅組件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)，并(bing)且(qie)理(li)(li)論成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)(ben)更(geng)低。本(ben)(ben)(ben)(ben)研(yan)(yan)究工(gong)作針對傳統(tong)三(san)維(wei)鈣鈦(tai)(tai)(tai)礦光伏器(qi)件(jian)(jian)穩(wen)定(ding)性(xing)差(cha)的(de)(de)(de)(de)特點，從成(cheng)(cheng)膜(mo)機(ji)理(li)(li)上提(ti)出(chu)了(le)量(liang)(liang)(liang)(liang)子阱/三(san)維(wei)鈣鈦(tai)(tai)(tai)礦復(fu)(fu)合結(jie)構的(de)(de)(de)(de)有(you)效(xiao)調(diao)控(kong)手(shou)段，有(you)望從根(gen)本(ben)(ben)(ben)(ben)上提(ti)高(gao)器(qi)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)使用壽命，降(jiang)低器(qi)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)制備(bei)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)(ben)，為工(gong)業(ye)化生高(gao)效(xiao)穩(wen)定(ding)鈣鈦(tai)(tai)(tai)礦太(tai)陽能(neng)電(dian)池(chi)提(ti)供了(le)新(xin)的(de)(de)(de)(de)技術途徑。

Advanced Materials是材(cai)料學(xue)科(ke)(ke)世(shi)界頂尖期刊，在國(guo)際(ji)材(cai)料領域享譽盛名，當前影響因子(zi)27.39。該研(yan)究工作(zuo)受到國(guo)家自然科(ke)(ke)學(xue)基(ji)金委(wei)、深圳(zhen)市科(ke)(ke)創委(wei)以(yi)及深圳(zhen)職業(ye)技術(shu)學(xue)院的資助(zhu)。

（霍夫曼先進(jin)材(cai)料研究院(yuan)）