近日，我校霍夫(fu)曼(man)先進(jin)(jin)(jin)材(cai)料(liao)研(yan)究院(yuan)(yuan)諾(nuo)獎團隊在(zai)利用高能(neng)同(tong)步輻射對鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)的(de)形成機(ji)理研(yan)究領域(yu)取得(de)重(zhong)要進(jin)(jin)(jin)展：研(yan)究團隊采用高能(neng)掠入射角X射線衍射實時表(biao)征了在(zai)三維(wei)鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)表(biao)面通過旋(xuan)涂長鏈有(you)機(ji)銨鹽(yan)溶液法(fa)所(suo)制備(bei)鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)形成過程(cheng)，明(ming)確了與長鏈有(you)機(ji)銨分(fen)子(zi)發生反(fan)應的(de)反(fan)應物；并通過追蹤(zong)反(fan)應產物在(zai)熱退(tui)火前后的(de)晶(jing)體結構演變，探究了鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)形成過程(cheng)的(de)具體路(lu)徑。這一研(yan)究成果(guo)發表(biao)在(zai)材(cai)料(liao)領域(yu)國(guo)際頂尖期刊《先進(jin)(jin)(jin)材(cai)料(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論(lun)(lun)文第一作(zuo)者為(wei)霍夫(fu)曼(man)先進(jin)(jin)(jin)材(cai)料(liao)研(yan)究院(yuan)(yuan)胡漢林副教授，深(shen)圳職業技術學院(yuan)(yuan)為(wei)論(lun)(lun)文第一完成單(dan)位。

有(you)機-無機雜化鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦太陽能電(dian)(dian)池，因其(qi)優(you)異的(de)光電(dian)(dian)轉(zhuan)換效(xiao)率(lv)（經認(ren)證的(de)單結(jie)小面積有(you)機-無機雜化鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦太陽能電(dian)(dian)池效(xiao)率(lv)已達25.5%）、較低的(de)成(cheng)本以及優(you)良的(de)力(li)學(xue)(xue)柔性等(deng)特點(dian)，在新能源領(ling)域展現出了巨大的(de)應用(yong)前(qian)景(jing)。而基于ABX3傳(chuan)(chuan)統三(san)維結(jie)構的(de)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦材(cai)料由于自身的(de)離子(zi)(zi)遷移(yi)，以及在外界光、熱、水等(deng)因素下(xia)很容(rong)易(yi)被破壞，面臨(lin)著長(chang)期穩定性差的(de)問題，嚴重(zhong)制(zhi)(zhi)約(yue)了其(qi)實際應用(yong)。科學(xue)(xue)工作者創新地通過(guo)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦量子(zi)(zi)阱修飾傳(chuan)(chuan)統的(de)三(san)維鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦方(fang)法(fa)來(lai)制(zhi)(zhi)備(bei)(bei)具有(you)量子(zi)(zi)阱/三(san)維鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦復合結(jie)構的(de)太陽能電(dian)(dian)池，使得所制(zhi)(zhi)備(bei)(bei)的(de)器(qi)件具有(you)良好(hao)的(de)耐(nai)輻照、耐(nai)高溫和(he)耐(nai)濕度特性。現有(you)的(de)報道(dao)主要集中在器(qi)件的(de)效(xiao)率(lv)和(he)穩定性，但(dan)對于量子(zi)(zi)阱的(de)形成(cheng)機理卻鮮有(you)報道(dao)，尤其(qi)是(shi)對在不同(tong)條件下(xia)的(de)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦量子(zi)(zi)阱生長(chang)機理并不清楚。

為此(ci)，我校研(yan)究(jiu)(jiu)團(tuan)隊采用(yong)高(gao)能同步(bu)輻射(she)掠入(ru)射(she)角X射(she)線衍射(she)實時表征了(le)在三(san)(san)維鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)表面通過旋涂(tu)長(chang)鏈(lian)有(you)(you)(you)機(ji)(ji)(ji)銨鹽溶(rong)液法(fa)所制(zhi)備鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量子(zi)(zi)(zi)(zi)阱形成(cheng)(cheng)過程(cheng)，在了(le)解鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)生長(chang)機(ji)(ji)(ji)理(li)的(de)(de)前(qian)提下，研(yan)究(jiu)(jiu)了(le)不同反應(ying)條件對鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量子(zi)(zi)(zi)(zi)阱的(de)(de)相(xiang)純(chun)度和(he)取向(xiang)有(you)(you)(you)序性產生影(ying)響。該項成(cheng)(cheng)果從化學反應(ying)的(de)(de)機(ji)(ji)(ji)理(li)上(shang)確定(ding)(ding)了(le)與長(chang)鏈(lian)分子(zi)(zi)(zi)(zi)反應(ying)的(de)(de)反應(ying)物(wu)，明確了(le)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量子(zi)(zi)(zi)(zi)阱的(de)(de)形成(cheng)(cheng)機(ji)(ji)(ji)理(li)，探究(jiu)(jiu)了(le)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量子(zi)(zi)(zi)(zi)阱的(de)(de)調控與器件效(xiao)(xiao)率以及(ji)穩定(ding)(ding)性的(de)(de)本(ben)質(zhi)聯系，并指出了(le)有(you)(you)(you)效(xiao)(xiao)的(de)(de)調控手段(duan)，建立了(le)量子(zi)(zi)(zi)(zi)阱/三(san)(san)維鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復合結構薄膜(mo)最基礎理(li)論依據。鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)優越的(de)(de)材料(liao)性能預示著理(li)論上(shang)它具備打破現有(you)(you)(you)傳統光伏(fu)格(ge)局的(de)(de)能力，目前(qian)科研(yan)領域正(zheng)在關注單(dan)結鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)電池(chi)的(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)換(huan)效(xiao)(xiao)率、穩定(ding)(ding)性和(he)降低鉛污染(ran)，有(you)(you)(you)初創企業(ye)推出的(de)(de)單(dan)結組(zu)件能量轉(zhuan)(zhuan)換(huan)效(xiao)(xiao)率已超(chao)過17%，接近多晶硅組(zu)件的(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)換(huan)效(xiao)(xiao)率，并且理(li)論成(cheng)(cheng)本(ben)更低。本(ben)研(yan)究(jiu)(jiu)工(gong)作(zuo)針對傳統三(san)(san)維鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)光伏(fu)器件穩定(ding)(ding)性差的(de)(de)特點，從成(cheng)(cheng)膜(mo)機(ji)(ji)(ji)理(li)上(shang)提出了(le)量子(zi)(zi)(zi)(zi)阱/三(san)(san)維鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復合結構的(de)(de)有(you)(you)(you)效(xiao)(xiao)調控手段(duan)，有(you)(you)(you)望從根(gen)本(ben)上(shang)提高(gao)器件的(de)(de)使(shi)用(yong)壽命(ming)，降低器件的(de)(de)制(zhi)備成(cheng)(cheng)本(ben)，為工(gong)業(ye)化生高(gao)效(xiao)(xiao)穩定(ding)(ding)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)太陽能電池(chi)提供了(le)新(xin)的(de)(de)技術途徑(jing)。

Advanced Materials是材(cai)(cai)料(liao)(liao)學科世界頂尖期刊(kan)，在國際(ji)材(cai)(cai)料(liao)(liao)領域享譽(yu)盛名，當前影響因子27.39。該研(yan)究工作受到國家自然科學基金委(wei)、深圳市科創委(wei)以及(ji)深圳職業技術學院的資(zi)助。

（霍夫曼先進(jin)材料研究(jiu)院）