近日，我校(xiao)霍夫(fu)曼先(xian)進材(cai)(cai)(cai)料研(yan)究(jiu)院諾獎團隊在(zai)(zai)(zai)利用高能(neng)(neng)同(tong)步輻射對鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦量子(zi)(zi)阱的形成(cheng)機(ji)理研(yan)究(jiu)領域(yu)取得重要進展(zhan)：研(yan)究(jiu)團隊采用高能(neng)(neng)掠入射角(jiao)X射線衍射實時表(biao)征了在(zai)(zai)(zai)三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦表(biao)面通(tong)過旋涂長鏈有機(ji)銨鹽溶(rong)液(ye)法(fa)所(suo)制備鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦量子(zi)(zi)阱形成(cheng)過程，明(ming)確了與長鏈有機(ji)銨分子(zi)(zi)發生反(fan)(fan)(fan)應的反(fan)(fan)(fan)應物(wu)；并通(tong)過追蹤反(fan)(fan)(fan)應產物(wu)在(zai)(zai)(zai)熱退火(huo)前后的晶體(ti)結(jie)構(gou)演變，探究(jiu)了鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦量子(zi)(zi)阱形成(cheng)過程的具(ju)體(ti)路(lu)徑。這一研(yan)究(jiu)成(cheng)果發表(biao)在(zai)(zai)(zai)材(cai)(cai)(cai)料領域(yu)國際頂尖期刊《先(xian)進材(cai)(cai)(cai)料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文(wen)第一作者為霍夫(fu)曼先(xian)進材(cai)(cai)(cai)料研(yan)究(jiu)院胡漢林副教授，深圳職業技術學院為論文(wen)第一完(wan)成(cheng)單位。

有(you)機(ji)-無機(ji)雜(za)化(hua)鈣(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池，因其優異的(de)(de)(de)(de)(de)光電(dian)轉換(huan)效(xiao)(xiao)率（經認(ren)證的(de)(de)(de)(de)(de)單(dan)結小面積有(you)機(ji)-無機(ji)雜(za)化(hua)鈣(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池效(xiao)(xiao)率已(yi)達25.5%）、較低的(de)(de)(de)(de)(de)成本以及優良(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)力學柔性等特(te)點(dian)，在(zai)(zai)新能(neng)源領域展現(xian)出了巨大的(de)(de)(de)(de)(de)應用前景。而基(ji)于ABX3傳統三維(wei)結構的(de)(de)(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)材(cai)料(liao)由于自身(shen)的(de)(de)(de)(de)(de)離子遷(qian)移(yi)，以及在(zai)(zai)外界光、熱、水等因素下很容易被(bei)破(po)壞，面臨著長(chang)期穩定性差的(de)(de)(de)(de)(de)問(wen)題，嚴(yan)重(zhong)制(zhi)約了其實(shi)際(ji)應用。科學工(gong)作(zuo)者創新地(di)通過鈣(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)量子阱(jing)修飾傳統的(de)(de)(de)(de)(de)三維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)方法來制(zhi)備具有(you)量子阱(jing)/三維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)復合結構的(de)(de)(de)(de)(de)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池，使得所制(zhi)備的(de)(de)(de)(de)(de)器(qi)件具有(you)良(liang)(liang)好的(de)(de)(de)(de)(de)耐輻(fu)照、耐高溫和耐濕度特(te)性。現(xian)有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)報(bao)道主(zhu)要集中在(zai)(zai)器(qi)件的(de)(de)(de)(de)(de)效(xiao)(xiao)率和穩定性，但對于量子阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)形成機(ji)理卻鮮有(you)報(bao)道，尤其是對在(zai)(zai)不同條(tiao)件下的(de)(de)(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)量子阱(jing)生長(chang)機(ji)理并不清(qing)楚(chu)。

為此，我校研究團隊采(cai)用高(gao)能(neng)同(tong)步輻射(she)(she)掠入(ru)射(she)(she)角X射(she)(she)線衍射(she)(she)實時表(biao)征了(le)在(zai)三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)表(biao)面通過(guo)旋涂長(chang)鏈(lian)有(you)(you)機(ji)(ji)銨鹽(yan)溶液法所制備鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)阱(jing)形(xing)成過(guo)程，在(zai)了(le)解鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)生(sheng)(sheng)長(chang)機(ji)(ji)理(li)(li)的(de)前提下(xia)，研究了(le)不(bu)同(tong)反應條(tiao)件對鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)阱(jing)的(de)相純度和取(qu)向有(you)(you)序性(xing)(xing)(xing)產(chan)生(sheng)(sheng)影(ying)響。該項成果從化(hua)學(xue)反應的(de)機(ji)(ji)理(li)(li)上確定(ding)(ding)(ding)了(le)與長(chang)鏈(lian)分子(zi)(zi)(zi)(zi)反應的(de)反應物(wu)，明確了(le)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)阱(jing)的(de)形(xing)成機(ji)(ji)理(li)(li)，探(tan)究了(le)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)阱(jing)的(de)調(diao)(diao)控(kong)(kong)與器(qi)件效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)率以(yi)及穩(wen)定(ding)(ding)(ding)性(xing)(xing)(xing)的(de)本質聯(lian)系(xi)，并指出了(le)有(you)(you)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)的(de)調(diao)(diao)控(kong)(kong)手(shou)段，建立了(le)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)阱(jing)/三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復(fu)合結(jie)構(gou)薄膜最(zui)基礎(chu)理(li)(li)論(lun)依據。鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)優越(yue)的(de)材料性(xing)(xing)(xing)能(neng)預示著(zhu)理(li)(li)論(lun)上它具備打破現有(you)(you)傳(chuan)統光伏(fu)格(ge)局的(de)能(neng)力，目前科研領域正在(zai)關注單(dan)結(jie)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)電池的(de)轉(zhuan)換(huan)(huan)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)率、穩(wen)定(ding)(ding)(ding)性(xing)(xing)(xing)和降低鉛(qian)污染，有(you)(you)初(chu)創企業推出的(de)單(dan)結(jie)組件能(neng)量(liang)轉(zhuan)換(huan)(huan)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)率已超(chao)過(guo)17%，接近(jin)多晶硅組件的(de)轉(zhuan)換(huan)(huan)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)率，并且理(li)(li)論(lun)成本更低。本研究工作針對傳(chuan)統三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)光伏(fu)器(qi)件穩(wen)定(ding)(ding)(ding)性(xing)(xing)(xing)差的(de)特點，從成膜機(ji)(ji)理(li)(li)上提出了(le)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)阱(jing)/三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復(fu)合結(jie)構(gou)的(de)有(you)(you)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)調(diao)(diao)控(kong)(kong)手(shou)段，有(you)(you)望從根本上提高(gao)器(qi)件的(de)使(shi)用壽命，降低器(qi)件的(de)制備成本，為工業化(hua)生(sheng)(sheng)高(gao)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)穩(wen)定(ding)(ding)(ding)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)太(tai)陽能(neng)電池提供了(le)新的(de)技(ji)術途徑。

Advanced Materials是材料學科(ke)世界頂尖(jian)期刊，在國際材料領域(yu)享(xiang)譽盛名，當(dang)前(qian)影響因子27.39。該研究(jiu)工(gong)作受到(dao)國家(jia)自然(ran)科(ke)學基金委、深圳(zhen)市科(ke)創委以及(ji)深圳(zhen)職業技術學院(yuan)的資助。

（霍夫曼先進材料研(yan)究院）