近日，我(wo)校霍夫(fu)(fu)曼先進(jin)材料研(yan)究(jiu)(jiu)院諾獎(jiang)團(tuan)隊(dui)(dui)在利用高能(neng)同步輻(fu)射對鈣鈦礦量(liang)子阱的(de)形成(cheng)機理研(yan)究(jiu)(jiu)領域取得重要進(jin)展(zhan)：研(yan)究(jiu)(jiu)團(tuan)隊(dui)(dui)采用高能(neng)掠入射角X射線衍(yan)射實時表征了在三(san)維鈣鈦礦表面通過旋涂長(chang)鏈有機銨(an)鹽溶(rong)液法所(suo)制備鈣鈦礦量(liang)子阱形成(cheng)過程(cheng)，明確了與長(chang)鏈有機銨(an)分子發生反(fan)(fan)應(ying)的(de)反(fan)(fan)應(ying)物；并通過追蹤反(fan)(fan)應(ying)產物在熱退火(huo)前后的(de)晶體(ti)結(jie)構演變，探究(jiu)(jiu)了鈣鈦礦量(liang)子阱形成(cheng)過程(cheng)的(de)具體(ti)路徑。這一研(yan)究(jiu)(jiu)成(cheng)果(guo)發表在材料領域國(guo)際頂(ding)尖期刊《先進(jin)材料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文第(di)(di)一作者(zhe)為(wei)(wei)霍夫(fu)(fu)曼先進(jin)材料研(yan)究(jiu)(jiu)院胡(hu)漢(han)林(lin)副教授，深(shen)圳職業技術(shu)學院為(wei)(wei)論文第(di)(di)一完成(cheng)單位。

有(you)機(ji)(ji)-無機(ji)(ji)雜(za)化(hua)鈣(gai)鈦(tai)礦太陽(yang)能電(dian)池(chi)，因其優異(yi)的(de)(de)(de)光電(dian)轉換效(xiao)率（經認證的(de)(de)(de)單結小面積有(you)機(ji)(ji)-無機(ji)(ji)雜(za)化(hua)鈣(gai)鈦(tai)礦太陽(yang)能電(dian)池(chi)效(xiao)率已達25.5%）、較低的(de)(de)(de)成本(ben)以及優良(liang)的(de)(de)(de)力(li)學柔(rou)性(xing)(xing)等(deng)特點，在新(xin)能源(yuan)領域展(zhan)現出了巨大的(de)(de)(de)應用前(qian)景。而基于(yu)(yu)ABX3傳統三維結構的(de)(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)礦材料由于(yu)(yu)自身的(de)(de)(de)離子(zi)(zi)(zi)遷(qian)移(yi)，以及在外(wai)界光、熱、水等(deng)因素下(xia)很容(rong)易被破壞，面臨著(zhu)長期穩(wen)定性(xing)(xing)差的(de)(de)(de)問題，嚴重制(zhi)約了其實(shi)際應用。科學工作(zuo)者(zhe)創新(xin)地(di)通過鈣(gai)鈦(tai)礦量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)修(xiu)飾(shi)傳統的(de)(de)(de)三維鈣(gai)鈦(tai)礦方法來制(zhi)備(bei)具有(you)量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)/三維鈣(gai)鈦(tai)礦復合結構的(de)(de)(de)太陽(yang)能電(dian)池(chi)，使得(de)所制(zhi)備(bei)的(de)(de)(de)器件具有(you)良(liang)好的(de)(de)(de)耐輻照、耐高溫和耐濕度特性(xing)(xing)。現有(you)的(de)(de)(de)報(bao)道主要集中在器件的(de)(de)(de)效(xiao)率和穩(wen)定性(xing)(xing)，但對(dui)于(yu)(yu)量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)形成機(ji)(ji)理卻鮮有(you)報(bao)道，尤(you)其是對(dui)在不同條件下(xia)的(de)(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)礦量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)生長機(ji)(ji)理并不清楚(chu)。

為此，我校研(yan)究(jiu)團隊采用(yong)高能同步輻射(she)掠入(ru)射(she)角X射(she)線衍射(she)實時表征(zheng)了(le)在(zai)(zai)三維鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)表面通過旋涂長鏈(lian)有(you)(you)機(ji)銨鹽溶液法所制備鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)形成(cheng)過程，在(zai)(zai)了(le)解鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)生長機(ji)理(li)的(de)(de)(de)前(qian)提下，研(yan)究(jiu)了(le)不同反應(ying)(ying)條件(jian)對鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)相純度和取向有(you)(you)序性(xing)(xing)產生影響。該項成(cheng)果從化(hua)學反應(ying)(ying)的(de)(de)(de)機(ji)理(li)上確(que)定(ding)(ding)(ding)了(le)與長鏈(lian)分子(zi)反應(ying)(ying)的(de)(de)(de)反應(ying)(ying)物，明確(que)了(le)鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)形成(cheng)機(ji)理(li)，探究(jiu)了(le)鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)調控與器(qi)件(jian)效(xiao)率(lv)以(yi)及穩(wen)(wen)定(ding)(ding)(ding)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)本質聯系，并指出(chu)(chu)了(le)有(you)(you)效(xiao)的(de)(de)(de)調控手段，建立了(le)量(liang)子(zi)阱(jing)/三維鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復合結構(gou)薄膜最基礎(chu)理(li)論(lun)(lun)依據。鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)優越的(de)(de)(de)材料性(xing)(xing)能預示(shi)著理(li)論(lun)(lun)上它具備打(da)破現(xian)有(you)(you)傳統光(guang)伏(fu)格(ge)局的(de)(de)(de)能力，目前(qian)科研(yan)領域(yu)正在(zai)(zai)關(guan)注單結鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)電池的(de)(de)(de)轉換(huan)效(xiao)率(lv)、穩(wen)(wen)定(ding)(ding)(ding)性(xing)(xing)和降低鉛污染，有(you)(you)初創(chuang)企業(ye)推(tui)出(chu)(chu)的(de)(de)(de)單結組(zu)(zu)件(jian)能量(liang)轉換(huan)效(xiao)率(lv)已超過17%，接近多晶硅(gui)組(zu)(zu)件(jian)的(de)(de)(de)轉換(huan)效(xiao)率(lv)，并且理(li)論(lun)(lun)成(cheng)本更低。本研(yan)究(jiu)工作針對傳統三維鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)光(guang)伏(fu)器(qi)件(jian)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)(ding)性(xing)(xing)差的(de)(de)(de)特(te)點，從成(cheng)膜機(ji)理(li)上提出(chu)(chu)了(le)量(liang)子(zi)阱(jing)/三維鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復合結構(gou)的(de)(de)(de)有(you)(you)效(xiao)調控手段，有(you)(you)望從根(gen)本上提高器(qi)件(jian)的(de)(de)(de)使用(yong)壽(shou)命(ming)，降低器(qi)件(jian)的(de)(de)(de)制備成(cheng)本，為工業(ye)化(hua)生高效(xiao)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)(ding)鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)太陽能電池提供了(le)新的(de)(de)(de)技術途徑。

Advanced Materials是材料學科(ke)(ke)世界頂尖期刊，在(zai)國(guo)際材料領域享(xiang)譽(yu)盛名，當前影響因(yin)子(zi)27.39。該研(yan)究工(gong)作受到國(guo)家自然科(ke)(ke)學基金委(wei)、深(shen)圳(zhen)市科(ke)(ke)創(chuang)委(wei)以(yi)及深(shen)圳(zhen)職業技術(shu)學院的資助。

（霍夫曼先進材(cai)料研究院(yuan)）