近日，我校霍夫(fu)曼先進材料(liao)研(yan)究院諾獎團(tuan)隊(dui)在(zai)利(li)用(yong)高能(neng)同步輻射(she)(she)對鈣鈦(tai)(tai)礦量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱的形(xing)成(cheng)機理(li)研(yan)究領(ling)域(yu)取得重要進展：研(yan)究團(tuan)隊(dui)采(cai)用(yong)高能(neng)掠(lve)入(ru)射(she)(she)角X射(she)(she)線(xian)衍射(she)(she)實時表征(zheng)了(le)在(zai)三維(wei)鈣鈦(tai)(tai)礦表面通(tong)過(guo)旋涂長鏈有(you)機銨鹽(yan)溶(rong)液法所制備鈣鈦(tai)(tai)礦量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱形(xing)成(cheng)過(guo)程，明確了(le)與(yu)長鏈有(you)機銨分子(zi)(zi)發生反應(ying)(ying)的反應(ying)(ying)物(wu)；并通(tong)過(guo)追蹤反應(ying)(ying)產(chan)物(wu)在(zai)熱退火前(qian)后的晶體結(jie)構演變(bian)，探究了(le)鈣鈦(tai)(tai)礦量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱形(xing)成(cheng)過(guo)程的具體路徑。這一研(yan)究成(cheng)果(guo)發表在(zai)材料(liao)領(ling)域(yu)國際(ji)頂尖期刊《先進材料(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上(shang)，論文(wen)第一作者為霍夫(fu)曼先進材料(liao)研(yan)究院胡漢林副教授，深圳職業技術學(xue)院為論文(wen)第一完成(cheng)單位(wei)。

有(you)(you)(you)機-無(wu)機雜(za)化鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)太(tai)陽能電(dian)(dian)池(chi)(chi)，因(yin)其優異的(de)光電(dian)(dian)轉換效(xiao)率(lv)（經認證的(de)單(dan)結(jie)(jie)小面(mian)積有(you)(you)(you)機-無(wu)機雜(za)化鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)太(tai)陽能電(dian)(dian)池(chi)(chi)效(xiao)率(lv)已達25.5%）、較低的(de)成本(ben)以(yi)及(ji)優良(liang)的(de)力(li)學(xue)(xue)柔性等特點(dian)，在新能源領域(yu)展現出了(le)巨大的(de)應(ying)用前景(jing)。而基于ABX3傳統三(san)維結(jie)(jie)構的(de)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)材(cai)料由于自身的(de)離子(zi)遷移，以(yi)及(ji)在外界(jie)光、熱、水(shui)等因(yin)素(su)下(xia)很容易被(bei)破壞(huai)，面(mian)臨著長(chang)期穩定(ding)性差的(de)問題，嚴重(zhong)制約了(le)其實際應(ying)用。科學(xue)(xue)工(gong)作者創新地通過鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)修飾傳統的(de)三(san)維鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)方法來制備(bei)具有(you)(you)(you)量(liang)子(zi)阱(jing)/三(san)維鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)復(fu)合(he)結(jie)(jie)構的(de)太(tai)陽能電(dian)(dian)池(chi)(chi)，使得(de)所制備(bei)的(de)器件具有(you)(you)(you)良(liang)好的(de)耐(nai)輻照、耐(nai)高溫和耐(nai)濕(shi)度特性。現有(you)(you)(you)的(de)報道(dao)主(zhu)要集中在器件的(de)效(xiao)率(lv)和穩定(ding)性，但對于量(liang)子(zi)阱(jing)的(de)形成機理卻鮮有(you)(you)(you)報道(dao)，尤(you)其是(shi)對在不同條件下(xia)的(de)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)生(sheng)長(chang)機理并不清(qing)楚。

為(wei)此，我校研(yan)究(jiu)團隊采用高能(neng)同(tong)步(bu)輻射(she)掠(lve)入射(she)角X射(she)線衍射(she)實時表(biao)(biao)征(zheng)了(le)在(zai)(zai)(zai)三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)表(biao)(biao)面通過(guo)(guo)旋涂(tu)長鏈(lian)有機銨鹽溶(rong)液(ye)法所制備(bei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)(jing)(jing)形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)過(guo)(guo)程，在(zai)(zai)(zai)了(le)解鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)生(sheng)(sheng)長機理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)前(qian)提下，研(yan)究(jiu)了(le)不同(tong)反應(ying)條件對鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)相純(chun)度和(he)取(qu)向(xiang)有序性(xing)產生(sheng)(sheng)影響。該項成(cheng)(cheng)(cheng)果(guo)從化(hua)學反應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)機理(li)上(shang)確定(ding)了(le)與長鏈(lian)分子(zi)反應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)反應(ying)物，明確了(le)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)機理(li)，探究(jiu)了(le)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)調控與器(qi)件效(xiao)(xiao)率(lv)以及穩(wen)定(ding)性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)本質聯系，并(bing)指出了(le)有效(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)調控手段(duan)，建(jian)立了(le)量子(zi)阱(jing)(jing)(jing)/三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復合(he)(he)結(jie)構薄(bo)膜最基礎(chu)理(li)論依據。鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)優(you)越的(de)(de)(de)(de)(de)材料(liao)性(xing)能(neng)預示著理(li)論上(shang)它具(ju)備(bei)打破現有傳統(tong)光(guang)伏(fu)格局的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)力，目前(qian)科研(yan)領域(yu)正在(zai)(zai)(zai)關(guan)注單結(jie)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)電池(chi)的(de)(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)(xiao)率(lv)、穩(wen)定(ding)性(xing)和(he)降(jiang)低鉛污染，有初創企(qi)業(ye)推出的(de)(de)(de)(de)(de)單結(jie)組(zu)(zu)件能(neng)量轉(zhuan)換(huan)效(xiao)(xiao)率(lv)已超過(guo)(guo)17%，接(jie)近多(duo)晶硅(gui)組(zu)(zu)件的(de)(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)(xiao)率(lv)，并(bing)且理(li)論成(cheng)(cheng)(cheng)本更低。本研(yan)究(jiu)工(gong)作針對傳統(tong)三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)光(guang)伏(fu)器(qi)件穩(wen)定(ding)性(xing)差的(de)(de)(de)(de)(de)特點，從成(cheng)(cheng)(cheng)膜機理(li)上(shang)提出了(le)量子(zi)阱(jing)(jing)(jing)/三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復合(he)(he)結(jie)構的(de)(de)(de)(de)(de)有效(xiao)(xiao)調控手段(duan)，有望(wang)從根本上(shang)提高器(qi)件的(de)(de)(de)(de)(de)使(shi)用壽命，降(jiang)低器(qi)件的(de)(de)(de)(de)(de)制備(bei)成(cheng)(cheng)(cheng)本，為(wei)工(gong)業(ye)化(hua)生(sheng)(sheng)高效(xiao)(xiao)穩(wen)定(ding)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太陽(yang)能(neng)電池(chi)提供了(le)新(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)技術途徑。

Advanced Materials是材料學(xue)科(ke)世(shi)界(jie)頂尖期刊，在國際材料領域享譽盛名(ming)，當前影響因子27.39。該研(yan)究工(gong)作受到國家自(zi)然科(ke)學(xue)基金委(wei)(wei)、深圳市(shi)科(ke)創委(wei)(wei)以及深圳職業技術學(xue)院的資(zi)助(zhu)。

（霍夫曼先進材料(liao)研(yan)究院）