近日，我校霍夫曼先(xian)進材(cai)料(liao)(liao)研究(jiu)院諾獎團隊在利用高能同步(bu)輻射(she)(she)對鈣(gai)鈦礦(kuang)量子(zi)(zi)阱(jing)的形成機(ji)(ji)理(li)研究(jiu)領(ling)域取得重要(yao)進展：研究(jiu)團隊采用高能掠入射(she)(she)角X射(she)(she)線(xian)衍射(she)(she)實時表征了在三維鈣(gai)鈦礦(kuang)表面通過(guo)(guo)旋涂長鏈有機(ji)(ji)銨鹽溶液(ye)法(fa)所制備鈣(gai)鈦礦(kuang)量子(zi)(zi)阱(jing)形成過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)，明確(que)了與長鏈有機(ji)(ji)銨分子(zi)(zi)發生(sheng)反應的反應物(wu)；并通過(guo)(guo)追(zhui)蹤(zong)反應產物(wu)在熱退火前后的晶體結構演變，探(tan)究(jiu)了鈣(gai)鈦礦(kuang)量子(zi)(zi)阱(jing)形成過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)的具體路徑。這一(yi)研究(jiu)成果發表在材(cai)料(liao)(liao)領(ling)域國際頂尖期刊《先(xian)進材(cai)料(liao)(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上(shang)，論(lun)文第一(yi)作者為霍夫曼先(xian)進材(cai)料(liao)(liao)研究(jiu)院胡漢林副教授(shou)，深圳(zhen)職業技術(shu)學院為論(lun)文第一(yi)完(wan)成單位(wei)。

有(you)機-無機雜(za)化(hua)鈣鈦礦(kuang)太陽(yang)能電(dian)(dian)池(chi)，因(yin)其優異的(de)(de)光電(dian)(dian)轉換效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)（經認證的(de)(de)單結小面積有(you)機-無機雜(za)化(hua)鈣鈦礦(kuang)太陽(yang)能電(dian)(dian)池(chi)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)已達25.5%）、較低的(de)(de)成(cheng)(cheng)本以及(ji)優良的(de)(de)力(li)學柔性(xing)等特點，在(zai)新(xin)能源領(ling)域展現出了巨(ju)大的(de)(de)應用前景。而基于ABX3傳(chuan)統三(san)維(wei)結構的(de)(de)鈣鈦礦(kuang)材料由于自身的(de)(de)離子(zi)遷移，以及(ji)在(zai)外界光、熱(re)、水等因(yin)素下(xia)很容易被破(po)壞(huai)，面臨著長期穩(wen)(wen)定性(xing)差(cha)的(de)(de)問(wen)題，嚴重制(zhi)(zhi)約了其實(shi)際應用。科學工作者創新(xin)地通(tong)過(guo)鈣鈦礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)修飾傳(chuan)統的(de)(de)三(san)維(wei)鈣鈦礦(kuang)方法來制(zhi)(zhi)備具(ju)有(you)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)/三(san)維(wei)鈣鈦礦(kuang)復合結構的(de)(de)太陽(yang)能電(dian)(dian)池(chi)，使得所制(zhi)(zhi)備的(de)(de)器(qi)件(jian)(jian)具(ju)有(you)良好的(de)(de)耐輻照(zhao)、耐高溫和耐濕(shi)度特性(xing)。現有(you)的(de)(de)報道(dao)主要集中(zhong)在(zai)器(qi)件(jian)(jian)的(de)(de)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)和穩(wen)(wen)定性(xing)，但對(dui)于量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)形成(cheng)(cheng)機理卻鮮有(you)報道(dao)，尤其是對(dui)在(zai)不同條件(jian)(jian)下(xia)的(de)(de)鈣鈦礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)生長機理并不清(qing)楚。

為(wei)此，我校研究(jiu)團隊采用(yong)高能同(tong)(tong)步輻射(she)(she)掠(lve)入射(she)(she)角X射(she)(she)線衍射(she)(she)實時表(biao)(biao)征(zheng)了(le)(le)(le)在(zai)三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)表(biao)(biao)面(mian)通(tong)過(guo)旋涂長鏈有(you)(you)(you)機銨鹽溶液法所制(zhi)(zhi)備鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子阱(jing)(jing)形(xing)(xing)成過(guo)程，在(zai)了(le)(le)(le)解鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)生長機理(li)的(de)(de)(de)(de)前提下，研究(jiu)了(le)(le)(le)不同(tong)(tong)反應條(tiao)件(jian)對(dui)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)相純度和取(qu)向(xiang)有(you)(you)(you)序性(xing)(xing)產(chan)生影響。該項成果從化(hua)學反應的(de)(de)(de)(de)機理(li)上(shang)確(que)定(ding)了(le)(le)(le)與長鏈分(fen)子反應的(de)(de)(de)(de)反應物，明確(que)了(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)形(xing)(xing)成機理(li)，探究(jiu)了(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)調(diao)控與器件(jian)效(xiao)率(lv)以及穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)本質聯系，并指出(chu)了(le)(le)(le)有(you)(you)(you)效(xiao)的(de)(de)(de)(de)調(diao)控手(shou)段(duan)，建立了(le)(le)(le)量(liang)(liang)子阱(jing)(jing)/三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復(fu)合結構薄膜(mo)最基礎(chu)理(li)論依據。鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)優越的(de)(de)(de)(de)材料(liao)性(xing)(xing)能預示著理(li)論上(shang)它(ta)具(ju)備打(da)破現(xian)有(you)(you)(you)傳(chuan)統光伏格局(ju)的(de)(de)(de)(de)能力，目前科研領域正在(zai)關注單結鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)電池的(de)(de)(de)(de)轉換效(xiao)率(lv)、穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)和降(jiang)低(di)鉛污染，有(you)(you)(you)初創企業推(tui)出(chu)的(de)(de)(de)(de)單結組件(jian)能量(liang)(liang)轉換效(xiao)率(lv)已超過(guo)17%，接近多晶硅組件(jian)的(de)(de)(de)(de)轉換效(xiao)率(lv)，并且理(li)論成本更(geng)低(di)。本研究(jiu)工(gong)作針對(dui)傳(chuan)統三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)光伏器件(jian)穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)差的(de)(de)(de)(de)特點，從成膜(mo)機理(li)上(shang)提出(chu)了(le)(le)(le)量(liang)(liang)子阱(jing)(jing)/三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復(fu)合結構的(de)(de)(de)(de)有(you)(you)(you)效(xiao)調(diao)控手(shou)段(duan)，有(you)(you)(you)望從根本上(shang)提高器件(jian)的(de)(de)(de)(de)使用(yong)壽(shou)命，降(jiang)低(di)器件(jian)的(de)(de)(de)(de)制(zhi)(zhi)備成本，為(wei)工(gong)業化(hua)生高效(xiao)穩(wen)定(ding)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太陽(yang)能電池提供(gong)了(le)(le)(le)新的(de)(de)(de)(de)技術(shu)途徑。

Advanced Materials是材料(liao)學科(ke)世界頂(ding)尖(jian)期刊(kan)，在國際材料(liao)領域享譽盛名(ming)，當前(qian)影響因(yin)子27.39。該研究工(gong)作(zuo)受到國家自然科(ke)學基金委、深圳市科(ke)創委以及深圳職業技術(shu)學院的資助。

（霍夫曼先進(jin)材料(liao)研究院）