近日(ri)，我校霍(huo)夫(fu)曼先進(jin)材(cai)料(liao)研(yan)究院(yuan)(yuan)諾(nuo)獎團(tuan)隊在(zai)利用高能同步輻射(she)對鈣鈦礦量(liang)子阱(jing)的(de)形成(cheng)機理研(yan)究領(ling)(ling)域(yu)(yu)取(qu)得重要進(jin)展(zhan)：研(yan)究團(tuan)隊采用高能掠入射(she)角X射(she)線(xian)衍(yan)射(she)實時表(biao)征了在(zai)三維(wei)鈣鈦礦表(biao)面通(tong)(tong)過旋(xuan)涂長鏈(lian)有機銨鹽溶液法所制備鈣鈦礦量(liang)子阱(jing)形成(cheng)過程，明確了與長鏈(lian)有機銨分子發生反(fan)應(ying)的(de)反(fan)應(ying)物；并通(tong)(tong)過追(zhui)蹤反(fan)應(ying)產物在(zai)熱(re)退火前后的(de)晶體結構(gou)演(yan)變，探究了鈣鈦礦量(liang)子阱(jing)形成(cheng)過程的(de)具(ju)體路徑。這一研(yan)究成(cheng)果發表(biao)在(zai)材(cai)料(liao)領(ling)(ling)域(yu)(yu)國際(ji)頂尖期刊《先進(jin)材(cai)料(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論(lun)文(wen)第(di)一作者為(wei)霍(huo)夫(fu)曼先進(jin)材(cai)料(liao)研(yan)究院(yuan)(yuan)胡(hu)漢林副教授(shou)，深圳職業技術學院(yuan)(yuan)為(wei)論(lun)文(wen)第(di)一完成(cheng)單(dan)位。

有機(ji)-無機(ji)雜化鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)太(tai)陽能(neng)電(dian)(dian)(dian)池(chi)，因(yin)其(qi)優異的(de)(de)(de)(de)(de)光電(dian)(dian)(dian)轉(zhuan)換效率(lv)(lv)（經認證的(de)(de)(de)(de)(de)單結小(xiao)面積有機(ji)-無機(ji)雜化鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)太(tai)陽能(neng)電(dian)(dian)(dian)池(chi)效率(lv)(lv)已(yi)達25.5%）、較低的(de)(de)(de)(de)(de)成本以(yi)(yi)及優良(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)力(li)學(xue)柔性等特(te)點，在(zai)(zai)(zai)(zai)新能(neng)源領域(yu)展現出(chu)了巨大的(de)(de)(de)(de)(de)應用前景。而基于ABX3傳(chuan)統三維(wei)結構的(de)(de)(de)(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)材料(liao)由于自身的(de)(de)(de)(de)(de)離子(zi)遷移，以(yi)(yi)及在(zai)(zai)(zai)(zai)外界(jie)光、熱、水等因(yin)素下很容易被破(po)壞，面臨著(zhu)長期(qi)穩定性差的(de)(de)(de)(de)(de)問(wen)題，嚴重制約了其(qi)實際應用。科學(xue)工作者創(chuang)新地通(tong)過鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)修飾傳(chuan)統的(de)(de)(de)(de)(de)三維(wei)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)方法來制備具(ju)(ju)有量(liang)子(zi)阱(jing)/三維(wei)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)復合結構的(de)(de)(de)(de)(de)太(tai)陽能(neng)電(dian)(dian)(dian)池(chi)，使得所制備的(de)(de)(de)(de)(de)器(qi)件(jian)具(ju)(ju)有良(liang)好的(de)(de)(de)(de)(de)耐輻(fu)照(zhao)、耐高溫和耐濕度特(te)性。現有的(de)(de)(de)(de)(de)報道(dao)主要(yao)集中(zhong)在(zai)(zai)(zai)(zai)器(qi)件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)效率(lv)(lv)和穩定性，但對(dui)于量(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)形成機(ji)理(li)卻(que)鮮有報道(dao)，尤其(qi)是對(dui)在(zai)(zai)(zai)(zai)不同條件(jian)下的(de)(de)(de)(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)生長機(ji)理(li)并(bing)不清楚。

為(wei)此，我校研究(jiu)團隊采(cai)用(yong)高能同(tong)步輻射掠入射角X射線衍(yan)射實時(shi)表(biao)征了(le)(le)在三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)表(biao)面通(tong)過旋涂長鏈(lian)有機(ji)銨(an)鹽溶液法(fa)所制備(bei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)形(xing)成過程，在了(le)(le)解鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)生(sheng)長機(ji)理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)前(qian)提下，研究(jiu)了(le)(le)不同(tong)反(fan)應(ying)條件(jian)(jian)對鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)相純(chun)度(du)和取(qu)向有序(xu)性產生(sheng)影(ying)響。該項(xiang)成果從化(hua)學反(fan)應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)理(li)上(shang)(shang)確(que)定(ding)了(le)(le)與長鏈(lian)分子(zi)反(fan)應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)反(fan)應(ying)物(wu)，明確(que)了(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)成機(ji)理(li)，探究(jiu)了(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)調控與器(qi)件(jian)(jian)效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)以及穩(wen)定(ding)性的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)本(ben)(ben)質聯系，并(bing)(bing)指出了(le)(le)有效(xiao)(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)調控手段，建立(li)了(le)(le)量子(zi)阱(jing)/三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)復(fu)合結(jie)構薄膜最基(ji)礎理(li)論(lun)依據。鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)優越的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)材料性能預示著理(li)論(lun)上(shang)(shang)它具備(bei)打破(po)現有傳統光伏格局的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)能力，目前(qian)科研領域正在關注(zhu)單結(jie)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)電(dian)池的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)換(huan)效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)、穩(wen)定(ding)性和降低鉛(qian)污(wu)染(ran)，有初創企業(ye)(ye)推出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)單結(jie)組件(jian)(jian)能量轉(zhuan)(zhuan)換(huan)效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)已超過17%，接(jie)近多晶硅組件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)換(huan)效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)，并(bing)(bing)且理(li)論(lun)成本(ben)(ben)更低。本(ben)(ben)研究(jiu)工作針對傳統三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)光伏器(qi)件(jian)(jian)穩(wen)定(ding)性差的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)特點，從成膜機(ji)理(li)上(shang)(shang)提出了(le)(le)量子(zi)阱(jing)/三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)復(fu)合結(jie)構的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)有效(xiao)(xiao)(xiao)調控手段，有望從根本(ben)(ben)上(shang)(shang)提高器(qi)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)使用(yong)壽命，降低器(qi)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)制備(bei)成本(ben)(ben)，為(wei)工業(ye)(ye)化(hua)生(sheng)高效(xiao)(xiao)(xiao)穩(wen)定(ding)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)太陽(yang)能電(dian)池提供(gong)了(le)(le)新的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)技術途徑。

Advanced Materials是材(cai)料學(xue)科(ke)世界頂尖期刊，在國際材(cai)料領域享譽盛名，當前影響(xiang)因子27.39。該研究工作受到國家自然科(ke)學(xue)基(ji)金委、深(shen)圳市科(ke)創(chuang)委以及深(shen)圳職業技術學(xue)院的資(zi)助。

（霍夫(fu)曼先(xian)進材料研究院(yuan)）