近日，我(wo)校霍夫(fu)曼先進(jin)(jin)材(cai)料(liao)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)院(yuan)(yuan)諾獎團(tuan)隊在利用(yong)高(gao)能(neng)同步輻射對鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)(jing)的形成(cheng)(cheng)(cheng)機(ji)理研(yan)(yan)(yan)究(jiu)領域取得重(zhong)要(yao)進(jin)(jin)展(zhan)：研(yan)(yan)(yan)究(jiu)團(tuan)隊采用(yong)高(gao)能(neng)掠(lve)入射角X射線衍射實時表征了在三維鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)表面通(tong)過(guo)旋涂長(chang)鏈有(you)機(ji)銨(an)鹽溶液(ye)法所制備(bei)鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)(jing)形成(cheng)(cheng)(cheng)過(guo)程，明確了與長(chang)鏈有(you)機(ji)銨(an)分(fen)子(zi)發生反應的反應物(wu)；并通(tong)過(guo)追蹤反應產物(wu)在熱退火(huo)前(qian)后的晶體(ti)結(jie)構演變(bian)，探究(jiu)了鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)(jing)形成(cheng)(cheng)(cheng)過(guo)程的具體(ti)路(lu)徑(jing)。這一(yi)(yi)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)成(cheng)(cheng)(cheng)果發表在材(cai)料(liao)領域國(guo)際頂尖期(qi)刊《先進(jin)(jin)材(cai)料(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文第一(yi)(yi)作者為霍夫(fu)曼先進(jin)(jin)材(cai)料(liao)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)院(yuan)(yuan)胡(hu)漢(han)林副教授，深圳職業技術學院(yuan)(yuan)為論文第一(yi)(yi)完成(cheng)(cheng)(cheng)單(dan)位。

有機(ji)-無機(ji)雜化鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)太(tai)陽能(neng)(neng)電(dian)池，因其優(you)(you)異的(de)(de)(de)(de)(de)光電(dian)轉(zhuan)換效率（經(jing)認證的(de)(de)(de)(de)(de)單結(jie)小面(mian)積有機(ji)-無機(ji)雜化鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)太(tai)陽能(neng)(neng)電(dian)池效率已達(da)25.5%）、較低的(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)本以(yi)及優(you)(you)良(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)力學(xue)(xue)柔性(xing)等特點，在(zai)新能(neng)(neng)源(yuan)領域展(zhan)現(xian)出了(le)巨大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)應用前(qian)景。而(er)基于ABX3傳(chuan)統三維結(jie)構的(de)(de)(de)(de)(de)鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)材料由于自身(shen)的(de)(de)(de)(de)(de)離(li)子遷移(yi)，以(yi)及在(zai)外(wai)界光、熱、水等因素下(xia)很容易被破壞，面(mian)臨著長期穩定性(xing)差的(de)(de)(de)(de)(de)問題，嚴重制約了(le)其實(shi)際應用。科(ke)學(xue)(xue)工作者創(chuang)新地通過鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)量子阱(jing)修飾傳(chuan)統的(de)(de)(de)(de)(de)三維鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)方法來制備具有量子阱(jing)/三維鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)復合結(jie)構的(de)(de)(de)(de)(de)太(tai)陽能(neng)(neng)電(dian)池，使得所制備的(de)(de)(de)(de)(de)器(qi)件(jian)具有良(liang)好的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)輻(fu)照、耐(nai)高溫和耐(nai)濕度特性(xing)。現(xian)有的(de)(de)(de)(de)(de)報(bao)道(dao)主(zhu)要集(ji)中(zhong)在(zai)器(qi)件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)效率和穩定性(xing)，但對(dui)于量子阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)形成(cheng)機(ji)理(li)卻鮮有報(bao)道(dao)，尤其是對(dui)在(zai)不同條件(jian)下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)量子阱(jing)生長機(ji)理(li)并不清楚(chu)。

為此，我校研(yan)究團隊采用高能(neng)(neng)同步(bu)輻射(she)(she)掠(lve)入射(she)(she)角X射(she)(she)線衍(yan)射(she)(she)實時表(biao)征了(le)(le)在三(san)(san)維(wei)(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)表(biao)面通過(guo)旋涂長(chang)鏈有(you)機(ji)銨鹽溶液法所制備鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)形成(cheng)過(guo)程，在了(le)(le)解鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)生(sheng)長(chang)機(ji)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)前提(ti)下(xia)，研(yan)究了(le)(le)不同反(fan)應(ying)條件(jian)對鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)相純度和取向有(you)序性(xing)產生(sheng)影(ying)響。該項成(cheng)果從(cong)化學反(fan)應(ying)的(de)(de)(de)(de)機(ji)理(li)(li)上(shang)(shang)確定(ding)了(le)(le)與長(chang)鏈分子(zi)反(fan)應(ying)的(de)(de)(de)(de)反(fan)應(ying)物，明確了(le)(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)形成(cheng)機(ji)理(li)(li)，探究了(le)(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)調控與器件(jian)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)以及穩(wen)(wen)定(ding)性(xing)的(de)(de)(de)(de)本質聯系，并指出(chu)了(le)(le)有(you)效(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)(de)調控手段(duan)，建立了(le)(le)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)/三(san)(san)維(wei)(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復合結(jie)構(gou)薄膜最基(ji)礎理(li)(li)論(lun)(lun)依據。鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)優(you)越的(de)(de)(de)(de)材料性(xing)能(neng)(neng)預示著理(li)(li)論(lun)(lun)上(shang)(shang)它(ta)具備打破現有(you)傳(chuan)統光(guang)(guang)伏格局的(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)力，目前科研(yan)領域正(zheng)在關注單結(jie)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)電池的(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)換(huan)(huan)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)、穩(wen)(wen)定(ding)性(xing)和降(jiang)(jiang)低鉛污染(ran)，有(you)初(chu)創企業推出(chu)的(de)(de)(de)(de)單結(jie)組件(jian)能(neng)(neng)量(liang)(liang)轉(zhuan)換(huan)(huan)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)已超過(guo)17%，接近多晶硅組件(jian)的(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)換(huan)(huan)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)，并且理(li)(li)論(lun)(lun)成(cheng)本更低。本研(yan)究工(gong)作針(zhen)對傳(chuan)統三(san)(san)維(wei)(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)光(guang)(guang)伏器件(jian)穩(wen)(wen)定(ding)性(xing)差的(de)(de)(de)(de)特點，從(cong)成(cheng)膜機(ji)理(li)(li)上(shang)(shang)提(ti)出(chu)了(le)(le)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)/三(san)(san)維(wei)(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復合結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)(de)有(you)效(xiao)(xiao)調控手段(duan)，有(you)望(wang)從(cong)根本上(shang)(shang)提(ti)高器件(jian)的(de)(de)(de)(de)使用壽(shou)命，降(jiang)(jiang)低器件(jian)的(de)(de)(de)(de)制備成(cheng)本，為工(gong)業化生(sheng)高效(xiao)(xiao)穩(wen)(wen)定(ding)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太陽能(neng)(neng)電池提(ti)供(gong)了(le)(le)新(xin)的(de)(de)(de)(de)技(ji)術(shu)途徑。

Advanced Materials是材(cai)料學科(ke)世界頂尖(jian)期刊，在(zai)國(guo)際(ji)材(cai)料領(ling)域(yu)享譽盛(sheng)名，當前影響因子27.39。該研究(jiu)工作受到(dao)國(guo)家(jia)自然科(ke)學基金委、深圳市科(ke)創委以及(ji)深圳職業技術(shu)學院的資(zi)助(zhu)。

（霍夫曼(man)先進材料(liao)研究院）