近日，我校霍夫曼(man)先進(jin)(jin)材(cai)料研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)院諾(nuo)獎團隊在利用(yong)高能同步輻射(she)(she)對鈣(gai)(gai)鈦礦量子(zi)(zi)阱的形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)機(ji)(ji)理(li)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)領(ling)域取得重要進(jin)(jin)展：研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)團隊采用(yong)高能掠入射(she)(she)角X射(she)(she)線衍射(she)(she)實時(shi)表征了(le)(le)在三維鈣(gai)(gai)鈦礦表面通(tong)過旋(xuan)涂長鏈有機(ji)(ji)銨鹽溶(rong)液法所制備(bei)鈣(gai)(gai)鈦礦量子(zi)(zi)阱形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)過程，明確了(le)(le)與(yu)長鏈有機(ji)(ji)銨分子(zi)(zi)發生(sheng)反應的反應物；并通(tong)過追蹤反應產物在熱退(tui)火前后的晶體結構演變，探(tan)究(jiu)(jiu)了(le)(le)鈣(gai)(gai)鈦礦量子(zi)(zi)阱形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)過程的具體路徑。這一研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)成(cheng)(cheng)果發表在材(cai)料領(ling)域國際頂尖期刊《先進(jin)(jin)材(cai)料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上(shang)，論文(wen)第(di)一作(zuo)者為(wei)霍夫曼(man)先進(jin)(jin)材(cai)料研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)院胡漢林(lin)副(fu)教授，深圳職業技(ji)術(shu)學院為(wei)論文(wen)第(di)一完(wan)成(cheng)(cheng)單位(wei)。

有(you)(you)機(ji)(ji)(ji)-無(wu)機(ji)(ji)(ji)雜(za)化鈣(gai)鈦(tai)礦太陽能電池(chi)，因其優異的(de)(de)(de)光電轉(zhuan)換效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)（經(jing)認證的(de)(de)(de)單(dan)結小面積有(you)(you)機(ji)(ji)(ji)-無(wu)機(ji)(ji)(ji)雜(za)化鈣(gai)鈦(tai)礦太陽能電池(chi)效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)已達25.5%）、較低的(de)(de)(de)成本以(yi)及優良(liang)的(de)(de)(de)力學柔性(xing)等(deng)特點，在(zai)新能源領域展(zhan)現出了(le)巨大的(de)(de)(de)應(ying)用前景。而基(ji)于(yu)(yu)ABX3傳(chuan)(chuan)統三維結構的(de)(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)礦材料由于(yu)(yu)自身的(de)(de)(de)離子遷移，以(yi)及在(zai)外界光、熱(re)、水等(deng)因素下(xia)(xia)很(hen)容易被破壞，面臨著(zhu)長期穩(wen)(wen)定性(xing)差的(de)(de)(de)問(wen)題，嚴重制(zhi)約了(le)其實際應(ying)用。科學工作(zuo)者創(chuang)新地通過鈣(gai)鈦(tai)礦量子阱(jing)修(xiu)飾傳(chuan)(chuan)統的(de)(de)(de)三維鈣(gai)鈦(tai)礦方法(fa)來制(zhi)備具(ju)有(you)(you)量子阱(jing)/三維鈣(gai)鈦(tai)礦復(fu)合結構的(de)(de)(de)太陽能電池(chi)，使得所制(zhi)備的(de)(de)(de)器件具(ju)有(you)(you)良(liang)好的(de)(de)(de)耐(nai)輻照、耐(nai)高溫和耐(nai)濕度(du)特性(xing)。現有(you)(you)的(de)(de)(de)報(bao)(bao)道(dao)主要集中在(zai)器件的(de)(de)(de)效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)和穩(wen)(wen)定性(xing)，但對于(yu)(yu)量子阱(jing)的(de)(de)(de)形成機(ji)(ji)(ji)理卻鮮有(you)(you)報(bao)(bao)道(dao)，尤其是對在(zai)不同條件下(xia)(xia)的(de)(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)礦量子阱(jing)生(sheng)長機(ji)(ji)(ji)理并不清(qing)楚。

為此，我校研究(jiu)(jiu)團隊采用高能(neng)(neng)同(tong)步(bu)輻射(she)掠入射(she)角X射(she)線衍射(she)實時表(biao)(biao)征了在三(san)(san)維鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)表(biao)(biao)面通(tong)過旋涂(tu)長(chang)鏈有機(ji)(ji)(ji)(ji)銨鹽溶液法所(suo)制備鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)(jing)形成過程(cheng)，在了解鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)生長(chang)機(ji)(ji)(ji)(ji)理(li)(li)的(de)(de)(de)前提(ti)(ti)下(xia)，研究(jiu)(jiu)了不同(tong)反應(ying)條件(jian)對(dui)鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)相純(chun)度和取(qu)向(xiang)有序(xu)性(xing)產(chan)生影響。該項(xiang)成果從化學反應(ying)的(de)(de)(de)機(ji)(ji)(ji)(ji)理(li)(li)上(shang)確定(ding)(ding)了與長(chang)鏈分子(zi)反應(ying)的(de)(de)(de)反應(ying)物，明確了鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)形成機(ji)(ji)(ji)(ji)理(li)(li)，探(tan)究(jiu)(jiu)了鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)調控(kong)與器(qi)件(jian)效(xiao)(xiao)率(lv)以及穩定(ding)(ding)性(xing)的(de)(de)(de)本質聯(lian)系，并指出(chu)了有效(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)調控(kong)手段，建立(li)了量(liang)子(zi)阱(jing)(jing)/三(san)(san)維鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復(fu)合結構薄膜最基礎理(li)(li)論依據。鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)優(you)越的(de)(de)(de)材料(liao)性(xing)能(neng)(neng)預示著(zhu)理(li)(li)論上(shang)它具備打破現有傳統(tong)光伏格局的(de)(de)(de)能(neng)(neng)力，目(mu)前科研領域正在關注單(dan)結鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)電池的(de)(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)換效(xiao)(xiao)率(lv)、穩定(ding)(ding)性(xing)和降(jiang)低(di)鉛污染，有初創企業推出(chu)的(de)(de)(de)單(dan)結組件(jian)能(neng)(neng)量(liang)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)換效(xiao)(xiao)率(lv)已超過17%，接近多晶(jing)硅組件(jian)的(de)(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)換效(xiao)(xiao)率(lv)，并且理(li)(li)論成本更低(di)。本研究(jiu)(jiu)工(gong)作針(zhen)對(dui)傳統(tong)三(san)(san)維鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)光伏器(qi)件(jian)穩定(ding)(ding)性(xing)差的(de)(de)(de)特(te)點，從成膜機(ji)(ji)(ji)(ji)理(li)(li)上(shang)提(ti)(ti)出(chu)了量(liang)子(zi)阱(jing)(jing)/三(san)(san)維鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復(fu)合結構的(de)(de)(de)有效(xiao)(xiao)調控(kong)手段，有望從根本上(shang)提(ti)(ti)高器(qi)件(jian)的(de)(de)(de)使用壽命，降(jiang)低(di)器(qi)件(jian)的(de)(de)(de)制備成本，為工(gong)業化生高效(xiao)(xiao)穩定(ding)(ding)鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太陽能(neng)(neng)電池提(ti)(ti)供了新的(de)(de)(de)技(ji)術途徑。

Advanced Materials是材(cai)料(liao)學(xue)科(ke)世界頂尖(jian)期刊，在(zai)國際材(cai)料(liao)領域享譽(yu)盛名，當(dang)前影響因子27.39。該研(yan)究(jiu)工(gong)作受(shou)到國家自然科(ke)學(xue)基金委(wei)、深(shen)圳市科(ke)創(chuang)委(wei)以及深(shen)圳職(zhi)業技(ji)術學(xue)院的資(zi)助。

（霍(huo)夫曼(man)先進材料研究(jiu)院(yuan)）