近日，我(wo)校霍(huo)夫曼先(xian)進(jin)材料研究(jiu)院(yuan)諾獎團隊(dui)(dui)在(zai)利用高(gao)能同步輻射(she)對鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱的(de)(de)形成機(ji)理(li)研究(jiu)領(ling)域(yu)取得重要進(jin)展(zhan)：研究(jiu)團隊(dui)(dui)采用高(gao)能掠入射(she)角X射(she)線衍射(she)實時表征(zheng)了在(zai)三維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)表面通過(guo)旋涂長(chang)鏈有機(ji)銨鹽溶(rong)液法所制備鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱形成過(guo)程，明(ming)確了與長(chang)鏈有機(ji)銨分子(zi)(zi)(zi)發生反(fan)應的(de)(de)反(fan)應物(wu)；并通過(guo)追蹤反(fan)應產物(wu)在(zai)熱退火前后(hou)的(de)(de)晶體(ti)結構演變，探(tan)究(jiu)了鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱形成過(guo)程的(de)(de)具體(ti)路徑。這一(yi)(yi)研究(jiu)成果發表在(zai)材料領(ling)域(yu)國(guo)際頂尖期(qi)刊《先(xian)進(jin)材料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上(shang)，論(lun)文(wen)第一(yi)(yi)作者為霍(huo)夫曼先(xian)進(jin)材料研究(jiu)院(yuan)胡漢(han)林副教授，深圳職業技術(shu)學院(yuan)為論(lun)文(wen)第一(yi)(yi)完成單位。

有(you)機-無機雜化鈣鈦(tai)(tai)礦太陽(yang)(yang)能電(dian)(dian)池(chi)，因(yin)其優(you)異(yi)的(de)(de)光電(dian)(dian)轉(zhuan)換效(xiao)率(lv)(lv)（經認證的(de)(de)單結(jie)小面積有(you)機-無機雜化鈣鈦(tai)(tai)礦太陽(yang)(yang)能電(dian)(dian)池(chi)效(xiao)率(lv)(lv)已(yi)達25.5%）、較(jiao)低的(de)(de)成(cheng)本以及優(you)良的(de)(de)力學柔性(xing)等特點，在(zai)新(xin)能源領域(yu)展現出了巨大的(de)(de)應用前(qian)景。而基于ABX3傳(chuan)統(tong)三(san)維(wei)結(jie)構的(de)(de)鈣鈦(tai)(tai)礦材料由于自(zi)身的(de)(de)離子遷移，以及在(zai)外界光、熱(re)、水(shui)等因(yin)素下很容(rong)易被破壞，面臨(lin)著長(chang)期(qi)穩(wen)定(ding)性(xing)差的(de)(de)問題，嚴重制約了其實際應用。科學工作者創新(xin)地通過鈣鈦(tai)(tai)礦量子阱修飾(shi)傳(chuan)統(tong)的(de)(de)三(san)維(wei)鈣鈦(tai)(tai)礦方法來制備(bei)具有(you)量子阱/三(san)維(wei)鈣鈦(tai)(tai)礦復合結(jie)構的(de)(de)太陽(yang)(yang)能電(dian)(dian)池(chi)，使得(de)所制備(bei)的(de)(de)器(qi)件具有(you)良好(hao)的(de)(de)耐輻(fu)照、耐高溫和耐濕度特性(xing)。現有(you)的(de)(de)報(bao)道(dao)主要(yao)集中在(zai)器(qi)件的(de)(de)效(xiao)率(lv)(lv)和穩(wen)定(ding)性(xing)，但(dan)對于量子阱的(de)(de)形成(cheng)機理卻(que)鮮(xian)有(you)報(bao)道(dao)，尤(you)其是對在(zai)不(bu)(bu)同條件下的(de)(de)鈣鈦(tai)(tai)礦量子阱生長(chang)機理并不(bu)(bu)清楚(chu)。

為(wei)此，我校研(yan)(yan)究團隊采用高能(neng)(neng)(neng)(neng)同(tong)步輻(fu)射掠入射角X射線衍射實時(shi)表征(zheng)了(le)(le)(le)在三(san)維(wei)(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦表面通過旋涂長鏈有(you)(you)(you)機(ji)(ji)銨鹽溶液法所制備(bei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦量(liang)子(zi)阱形成(cheng)過程，在了(le)(le)(le)解鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦生長機(ji)(ji)理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)前(qian)(qian)提下，研(yan)(yan)究了(le)(le)(le)不同(tong)反應條件(jian)(jian)(jian)對鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦量(liang)子(zi)阱的(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)純度和取向有(you)(you)(you)序(xu)性(xing)產生影響。該(gai)項成(cheng)果從(cong)化(hua)(hua)學反應的(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)(ji)理(li)上(shang)(shang)確定了(le)(le)(le)與長鏈分子(zi)反應的(de)(de)(de)(de)(de)反應物(wu)，明(ming)確了(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦量(liang)子(zi)阱的(de)(de)(de)(de)(de)形成(cheng)機(ji)(ji)理(li)，探(tan)究了(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦量(liang)子(zi)阱的(de)(de)(de)(de)(de)調(diao)控(kong)與器件(jian)(jian)(jian)效(xiao)率(lv)以及穩(wen)(wen)定性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)本質聯系(xi)，并指出了(le)(le)(le)有(you)(you)(you)效(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)調(diao)控(kong)手段(duan)，建(jian)立(li)了(le)(le)(le)量(liang)子(zi)阱/三(san)維(wei)(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦復(fu)合結構(gou)薄(bo)膜最基礎理(li)論依據。鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦優越的(de)(de)(de)(de)(de)材料性(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)預示(shi)著理(li)論上(shang)(shang)它(ta)具備(bei)打破現(xian)有(you)(you)(you)傳統光伏格局的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)(neng)力，目前(qian)(qian)科研(yan)(yan)領(ling)域正在關注單結鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦電(dian)池的(de)(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)、穩(wen)(wen)定性(xing)和降低鉛污染(ran)，有(you)(you)(you)初創企業推出的(de)(de)(de)(de)(de)單結組件(jian)(jian)(jian)能(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)已(yi)超過17%，接近多晶(jing)硅(gui)組件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)，并且理(li)論成(cheng)本更低。本研(yan)(yan)究工(gong)作針對傳統三(san)維(wei)(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦光伏器件(jian)(jian)(jian)穩(wen)(wen)定性(xing)差(cha)的(de)(de)(de)(de)(de)特點，從(cong)成(cheng)膜機(ji)(ji)理(li)上(shang)(shang)提出了(le)(le)(le)量(liang)子(zi)阱/三(san)維(wei)(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦復(fu)合結構(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)有(you)(you)(you)效(xiao)調(diao)控(kong)手段(duan)，有(you)(you)(you)望從(cong)根本上(shang)(shang)提高器件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)使用壽(shou)命，降低器件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)制備(bei)成(cheng)本，為(wei)工(gong)業化(hua)(hua)生高效(xiao)穩(wen)(wen)定鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦太陽能(neng)(neng)(neng)(neng)電(dian)池提供了(le)(le)(le)新的(de)(de)(de)(de)(de)技(ji)術途徑。

Advanced Materials是材料學科世界(jie)頂尖期刊，在國際(ji)材料領域享譽盛名，當前影響因子(zi)27.39。該研(yan)究(jiu)工作受到(dao)國家自然科學基金(jin)委(wei)、深(shen)圳(zhen)市科創委(wei)以及(ji)深(shen)圳(zhen)職業(ye)技術學院(yuan)的資助(zhu)。

（霍夫曼先進材(cai)料研究院(yuan)）