近(jin)日，我校霍夫曼先進材(cai)料(liao)研究院(yuan)諾獎團隊(dui)在(zai)利(li)用高能同步輻(fu)射(she)對鈣鈦礦(kuang)量(liang)子阱的(de)形(xing)成(cheng)機理(li)研究領(ling)域取得重要進展：研究團隊(dui)采用高能掠入(ru)射(she)角X射(she)線衍射(she)實時表(biao)征了在(zai)三維鈣鈦礦(kuang)表(biao)面通(tong)過(guo)旋涂長鏈有(you)機銨(an)鹽溶液(ye)法所制(zhi)備鈣鈦礦(kuang)量(liang)子阱形(xing)成(cheng)過(guo)程，明確了與長鏈有(you)機銨(an)分子發生反應(ying)的(de)反應(ying)物；并通(tong)過(guo)追(zhui)蹤反應(ying)產物在(zai)熱退火前后(hou)的(de)晶體(ti)結(jie)構演(yan)變，探(tan)究了鈣鈦礦(kuang)量(liang)子阱形(xing)成(cheng)過(guo)程的(de)具體(ti)路徑(jing)。這(zhe)一(yi)研究成(cheng)果(guo)發表(biao)在(zai)材(cai)料(liao)領(ling)域國際頂尖(jian)期刊《先進材(cai)料(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上(shang)，論(lun)文(wen)第(di)一(yi)作者為霍夫曼先進材(cai)料(liao)研究院(yuan)胡漢林副教授(shou)，深圳職業技術學院(yuan)為論(lun)文(wen)第(di)一(yi)完(wan)成(cheng)單(dan)位。

有(you)(you)機(ji)-無機(ji)雜化(hua)鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)太(tai)(tai)陽能(neng)(neng)電池(chi)(chi)，因其(qi)優異的(de)(de)(de)光電轉換效(xiao)率(lv)（經認證的(de)(de)(de)單結小面(mian)積有(you)(you)機(ji)-無機(ji)雜化(hua)鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)太(tai)(tai)陽能(neng)(neng)電池(chi)(chi)效(xiao)率(lv)已達25.5%）、較低的(de)(de)(de)成(cheng)本以及優良(liang)的(de)(de)(de)力(li)學柔性(xing)等特(te)點，在新能(neng)(neng)源領域展(zhan)現出了巨大的(de)(de)(de)應用前景(jing)。而基于(yu)ABX3傳統三(san)(san)維(wei)結構(gou)的(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)材料由(you)于(yu)自身的(de)(de)(de)離子(zi)遷移，以及在外界光、熱(re)、水(shui)等因素下(xia)很容易(yi)被破(po)壞，面(mian)臨(lin)著長期(qi)穩定性(xing)差的(de)(de)(de)問題，嚴重制約(yue)了其(qi)實際應用。科學工(gong)作(zuo)者創新地通過鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)量子(zi)阱(jing)(jing)修飾傳統的(de)(de)(de)三(san)(san)維(wei)鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)方法來制備(bei)具有(you)(you)量子(zi)阱(jing)(jing)/三(san)(san)維(wei)鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)復合結構(gou)的(de)(de)(de)太(tai)(tai)陽能(neng)(neng)電池(chi)(chi)，使得(de)所制備(bei)的(de)(de)(de)器件(jian)具有(you)(you)良(liang)好的(de)(de)(de)耐(nai)輻照、耐(nai)高溫和耐(nai)濕度特(te)性(xing)。現有(you)(you)的(de)(de)(de)報道主要集(ji)中在器件(jian)的(de)(de)(de)效(xiao)率(lv)和穩定性(xing)，但對于(yu)量子(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)形成(cheng)機(ji)理卻鮮有(you)(you)報道，尤其(qi)是對在不同(tong)條件(jian)下(xia)的(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)量子(zi)阱(jing)(jing)生長機(ji)理并不清楚。

為此，我校(xiao)研(yan)究(jiu)團隊采用高能(neng)同步輻射掠入射角X射線衍射實時表征了(le)(le)(le)(le)在(zai)(zai)三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)表面通過旋涂長(chang)鏈(lian)有機(ji)銨鹽溶液法所(suo)制備(bei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)(jing)形成(cheng)過程，在(zai)(zai)了(le)(le)(le)(le)解鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)生長(chang)機(ji)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)前提(ti)下，研(yan)究(jiu)了(le)(le)(le)(le)不同反應(ying)條件對鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)純(chun)度(du)和(he)取(qu)向有序(xu)性(xing)(xing)產生影響。該(gai)項成(cheng)果從(cong)化學反應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)理(li)(li)上確(que)定了(le)(le)(le)(le)與(yu)長(chang)鏈(lian)分子(zi)(zi)反應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)反應(ying)物，明確(que)了(le)(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)形成(cheng)機(ji)理(li)(li)，探(tan)究(jiu)了(le)(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)調控(kong)與(yu)器(qi)(qi)(qi)件效(xiao)(xiao)率(lv)以及穩定性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)本質聯系，并指(zhi)出了(le)(le)(le)(le)有效(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)調控(kong)手段，建(jian)立了(le)(le)(le)(le)量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)(jing)/三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復(fu)合(he)結(jie)構薄膜最(zui)基礎理(li)(li)論(lun)(lun)依據。鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)優越的(de)(de)(de)(de)(de)材料(liao)性(xing)(xing)能(neng)預示(shi)著理(li)(li)論(lun)(lun)上它具(ju)備(bei)打(da)破(po)現有傳(chuan)統光伏格局的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)力(li)，目前科研(yan)領(ling)域正在(zai)(zai)關(guan)注(zhu)單結(jie)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)電池(chi)的(de)(de)(de)(de)(de)轉換效(xiao)(xiao)率(lv)、穩定性(xing)(xing)和(he)降低(di)鉛(qian)污染，有初(chu)創企業推出的(de)(de)(de)(de)(de)單結(jie)組(zu)件能(neng)量(liang)轉換效(xiao)(xiao)率(lv)已超過17%，接近多(duo)晶(jing)硅組(zu)件的(de)(de)(de)(de)(de)轉換效(xiao)(xiao)率(lv)，并且理(li)(li)論(lun)(lun)成(cheng)本更低(di)。本研(yan)究(jiu)工作針對傳(chuan)統三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)光伏器(qi)(qi)(qi)件穩定性(xing)(xing)差的(de)(de)(de)(de)(de)特點，從(cong)成(cheng)膜機(ji)理(li)(li)上提(ti)出了(le)(le)(le)(le)量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)(jing)/三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復(fu)合(he)結(jie)構的(de)(de)(de)(de)(de)有效(xiao)(xiao)調控(kong)手段，有望從(cong)根本上提(ti)高器(qi)(qi)(qi)件的(de)(de)(de)(de)(de)使用壽命，降低(di)器(qi)(qi)(qi)件的(de)(de)(de)(de)(de)制備(bei)成(cheng)本，為工業化生高效(xiao)(xiao)穩定鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)太陽能(neng)電池(chi)提(ti)供了(le)(le)(le)(le)新的(de)(de)(de)(de)(de)技術途徑(jing)。

Advanced Materials是材料學科世界頂尖期刊，在國際材料領域享譽(yu)盛名，當前影響(xiang)因子(zi)27.39。該研究工作(zuo)受到國家自然科學基金委、深(shen)圳市科創委以及深(shen)圳職業技術學院的資助。

（霍夫曼先(xian)進材料研究院(yuan)）