近日，我校(xiao)霍夫曼(man)(man)先進材(cai)料研(yan)(yan)(yan)究(jiu)院諾獎團(tuan)隊在(zai)利用高(gao)能同步輻射(she)對鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦量(liang)子(zi)阱(jing)的形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)機(ji)理研(yan)(yan)(yan)究(jiu)領域(yu)取得重要進展：研(yan)(yan)(yan)究(jiu)團(tuan)隊采用高(gao)能掠入射(she)角(jiao)X射(she)線(xian)衍射(she)實(shi)時表(biao)征了(le)(le)在(zai)三維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦表(biao)面(mian)通(tong)過(guo)旋涂(tu)長鏈有機(ji)銨鹽溶液法(fa)所制備鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦量(liang)子(zi)阱(jing)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)過(guo)程，明確了(le)(le)與(yu)長鏈有機(ji)銨分子(zi)發(fa)生反應的反應物(wu)；并通(tong)過(guo)追蹤反應產物(wu)在(zai)熱退火前(qian)后的晶體結構演變，探究(jiu)了(le)(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦量(liang)子(zi)阱(jing)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)過(guo)程的具體路徑。這(zhe)一研(yan)(yan)(yan)究(jiu)成(cheng)(cheng)果發(fa)表(biao)在(zai)材(cai)料領域(yu)國際頂(ding)尖期刊《先進材(cai)料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文第(di)一作者為(wei)霍夫曼(man)(man)先進材(cai)料研(yan)(yan)(yan)究(jiu)院胡(hu)漢林副教(jiao)授(shou)，深圳職業(ye)技術學院為(wei)論文第(di)一完成(cheng)(cheng)單(dan)位(wei)。

有(you)機(ji)(ji)-無機(ji)(ji)雜化鈣鈦礦(kuang)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池，因其(qi)優異的(de)(de)(de)(de)(de)光電(dian)轉換效率（經認證(zheng)的(de)(de)(de)(de)(de)單結小面(mian)積有(you)機(ji)(ji)-無機(ji)(ji)雜化鈣鈦礦(kuang)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池效率已達25.5%）、較(jiao)低的(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)本(ben)以及(ji)優良的(de)(de)(de)(de)(de)力(li)學(xue)(xue)柔性等特點，在新能(neng)源領域展現出了(le)巨大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)應用(yong)前(qian)景。而基于(yu)ABX3傳統三(san)維結構(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)鈣鈦礦(kuang)材料由于(yu)自(zi)身的(de)(de)(de)(de)(de)離子(zi)遷(qian)移，以及(ji)在外界(jie)光、熱、水等因素下(xia)很容易(yi)被破壞，面(mian)臨(lin)著長期穩定性差(cha)的(de)(de)(de)(de)(de)問題，嚴(yan)重制約(yue)了(le)其(qi)實(shi)際應用(yong)。科學(xue)(xue)工作者創新地通(tong)過鈣鈦礦(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)(jing)修飾傳統的(de)(de)(de)(de)(de)三(san)維鈣鈦礦(kuang)方法來制備具有(you)量(liang)子(zi)阱(jing)(jing)/三(san)維鈣鈦礦(kuang)復合結構(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池，使得所制備的(de)(de)(de)(de)(de)器件具有(you)良好的(de)(de)(de)(de)(de)耐輻照、耐高溫和(he)耐濕度特性。現有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)報(bao)道主要集中在器件的(de)(de)(de)(de)(de)效率和(he)穩定性，但對于(yu)量(liang)子(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)形成(cheng)機(ji)(ji)理(li)卻鮮(xian)有(you)報(bao)道，尤其(qi)是(shi)對在不同條件下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)鈣鈦礦(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)(jing)生長機(ji)(ji)理(li)并(bing)不清楚。

為此，我校研(yan)究(jiu)團隊采用高能(neng)同步輻(fu)射(she)掠入射(she)角X射(she)線(xian)衍射(she)實時表(biao)征了(le)(le)在(zai)三維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)表(biao)面通過(guo)旋(xuan)涂長鏈有機銨鹽溶液法所制(zhi)備鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)過(guo)程，在(zai)了(le)(le)解鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)生長機理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)前提(ti)下，研(yan)究(jiu)了(le)(le)不同反應條件(jian)對(dui)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)相純度和取向有序性(xing)產生影響(xiang)。該項成(cheng)(cheng)果從化學反應的(de)(de)(de)(de)機理(li)(li)上確定(ding)了(le)(le)與長鏈分子(zi)反應的(de)(de)(de)(de)反應物，明確了(le)(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)機理(li)(li)，探究(jiu)了(le)(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)調控(kong)(kong)與器(qi)件(jian)效(xiao)率以及穩(wen)定(ding)性(xing)的(de)(de)(de)(de)本質(zhi)聯系(xi)，并指出(chu)了(le)(le)有效(xiao)的(de)(de)(de)(de)調控(kong)(kong)手段，建立了(le)(le)量(liang)子(zi)阱(jing)/三維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復合(he)結構薄膜(mo)最基礎(chu)理(li)(li)論依(yi)據(ju)。鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)優越的(de)(de)(de)(de)材(cai)料性(xing)能(neng)預示著理(li)(li)論上它具備打破現有傳(chuan)統光伏(fu)格(ge)局的(de)(de)(de)(de)能(neng)力(li)，目前科研(yan)領域正在(zai)關注單(dan)結鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)電池的(de)(de)(de)(de)轉換效(xiao)率、穩(wen)定(ding)性(xing)和降低鉛污染(ran)，有初(chu)創企業推出(chu)的(de)(de)(de)(de)單(dan)結組(zu)(zu)件(jian)能(neng)量(liang)轉換效(xiao)率已超過(guo)17%，接近多晶硅組(zu)(zu)件(jian)的(de)(de)(de)(de)轉換效(xiao)率，并且理(li)(li)論成(cheng)(cheng)本更低。本研(yan)究(jiu)工作針對(dui)傳(chuan)統三維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)光伏(fu)器(qi)件(jian)穩(wen)定(ding)性(xing)差的(de)(de)(de)(de)特(te)點，從成(cheng)(cheng)膜(mo)機理(li)(li)上提(ti)出(chu)了(le)(le)量(liang)子(zi)阱(jing)/三維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復合(he)結構的(de)(de)(de)(de)有效(xiao)調控(kong)(kong)手段，有望(wang)從根(gen)本上提(ti)高器(qi)件(jian)的(de)(de)(de)(de)使用壽命，降低器(qi)件(jian)的(de)(de)(de)(de)制(zhi)備成(cheng)(cheng)本，為工業化生高效(xiao)穩(wen)定(ding)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)太陽能(neng)電池提(ti)供了(le)(le)新的(de)(de)(de)(de)技(ji)術途(tu)徑。

Advanced Materials是材料學(xue)科世界(jie)頂尖期刊，在國際材料領(ling)域(yu)享譽盛名，當前影響因子(zi)27.39。該研究工作受(shou)到國家自然科學(xue)基金(jin)委、深(shen)圳(zhen)市科創委以(yi)及深(shen)圳(zhen)職業技術學(xue)院的資助。

（霍夫曼先(xian)進材料(liao)研究院）