近日，我校霍(huo)夫(fu)曼先(xian)進材(cai)料(liao)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)院諾獎團隊(dui)在利用(yong)高(gao)能同步輻(fu)射(she)對(dui)鈣(gai)鈦礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)的形(xing)成機理研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)領(ling)域取(qu)得重要進展：研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)團隊(dui)采(cai)用(yong)高(gao)能掠入射(she)角X射(she)線(xian)衍射(she)實時表征了在三維鈣(gai)鈦礦(kuang)表面通(tong)過(guo)(guo)旋涂長鏈有機銨鹽(yan)溶液法所制備鈣(gai)鈦礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)形(xing)成過(guo)(guo)程，明確了與長鏈有機銨分子(zi)發生反應的反應物(wu)；并通(tong)過(guo)(guo)追蹤反應產物(wu)在熱退火前后(hou)的晶(jing)體(ti)結(jie)構演變，探究(jiu)(jiu)了鈣(gai)鈦礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)形(xing)成過(guo)(guo)程的具體(ti)路徑。這(zhe)一研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)成果發表在材(cai)料(liao)領(ling)域國(guo)際頂尖(jian)期刊《先(xian)進材(cai)料(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文第(di)一作者(zhe)為霍(huo)夫(fu)曼先(xian)進材(cai)料(liao)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)院胡漢林副教授，深圳職(zhi)業技術學(xue)院為論文第(di)一完成單位。

有(you)機(ji)-無機(ji)雜(za)化鈣(gai)鈦(tai)礦太(tai)陽(yang)(yang)能(neng)電(dian)池(chi)，因其優(you)異的(de)(de)光(guang)電(dian)轉(zhuan)換效率（經認證的(de)(de)單結(jie)(jie)小面(mian)積有(you)機(ji)-無機(ji)雜(za)化鈣(gai)鈦(tai)礦太(tai)陽(yang)(yang)能(neng)電(dian)池(chi)效率已達25.5%）、較(jiao)低的(de)(de)成本(ben)以及優(you)良(liang)的(de)(de)力學(xue)柔性(xing)等(deng)特(te)(te)點，在(zai)(zai)新能(neng)源(yuan)領域(yu)展現(xian)出了巨大的(de)(de)應(ying)用前景。而(er)基于(yu)ABX3傳統(tong)三(san)維(wei)(wei)結(jie)(jie)構的(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)礦材料(liao)由于(yu)自身(shen)的(de)(de)離子遷移，以及在(zai)(zai)外界光(guang)、熱、水等(deng)因素下(xia)很容易(yi)被破(po)壞(huai)，面(mian)臨著長期穩(wen)定性(xing)差的(de)(de)問題(ti)，嚴重制(zhi)(zhi)約了其實際應(ying)用。科學(xue)工作者創(chuang)新地(di)通過鈣(gai)鈦(tai)礦量(liang)子阱修飾(shi)傳統(tong)的(de)(de)三(san)維(wei)(wei)鈣(gai)鈦(tai)礦方法來制(zhi)(zhi)備具有(you)量(liang)子阱/三(san)維(wei)(wei)鈣(gai)鈦(tai)礦復合結(jie)(jie)構的(de)(de)太(tai)陽(yang)(yang)能(neng)電(dian)池(chi)，使(shi)得所制(zhi)(zhi)備的(de)(de)器件(jian)具有(you)良(liang)好(hao)的(de)(de)耐(nai)輻(fu)照、耐(nai)高溫和耐(nai)濕度(du)特(te)(te)性(xing)。現(xian)有(you)的(de)(de)報道(dao)主(zhu)要集中(zhong)在(zai)(zai)器件(jian)的(de)(de)效率和穩(wen)定性(xing)，但對于(yu)量(liang)子阱的(de)(de)形成機(ji)理卻鮮有(you)報道(dao)，尤其是對在(zai)(zai)不同條(tiao)件(jian)下(xia)的(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)礦量(liang)子阱生長機(ji)理并不清(qing)楚。

為此，我校研究團(tuan)隊采用(yong)高(gao)能同步輻射(she)掠入射(she)角X射(she)線衍射(she)實時(shi)表征了在三維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)表面通過旋涂長(chang)鏈(lian)(lian)有(you)(you)機銨鹽溶液(ye)法(fa)所制(zhi)備鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱形(xing)成(cheng)(cheng)過程，在了解(jie)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)生長(chang)機理(li)(li)的(de)(de)前提下，研究了不同反應(ying)條件(jian)對(dui)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱的(de)(de)相(xiang)純度和(he)取向有(you)(you)序性產生影響(xiang)。該(gai)項成(cheng)(cheng)果(guo)從化學反應(ying)的(de)(de)機理(li)(li)上(shang)(shang)確定(ding)(ding)了與長(chang)鏈(lian)(lian)分子(zi)反應(ying)的(de)(de)反應(ying)物，明確了鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱的(de)(de)形(xing)成(cheng)(cheng)機理(li)(li)，探究了鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱的(de)(de)調控與器件(jian)效率(lv)以及穩定(ding)(ding)性的(de)(de)本質聯系，并指出了有(you)(you)效的(de)(de)調控手(shou)段，建立了量(liang)子(zi)阱/三維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復合結(jie)構薄膜最(zui)基礎理(li)(li)論(lun)依(yi)據。鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)優(you)越的(de)(de)材料性能預(yu)示著理(li)(li)論(lun)上(shang)(shang)它具(ju)備打破現有(you)(you)傳統光(guang)伏(fu)格局的(de)(de)能力，目前科研領域正在關(guan)注單(dan)結(jie)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)電池的(de)(de)轉換(huan)效率(lv)、穩定(ding)(ding)性和(he)降低鉛污染，有(you)(you)初創企(qi)業(ye)推(tui)出的(de)(de)單(dan)結(jie)組件(jian)能量(liang)轉換(huan)效率(lv)已超過17%，接近多(duo)晶硅組件(jian)的(de)(de)轉換(huan)效率(lv)，并且(qie)理(li)(li)論(lun)成(cheng)(cheng)本更低。本研究工(gong)作(zuo)針(zhen)對(dui)傳統三維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)光(guang)伏(fu)器件(jian)穩定(ding)(ding)性差(cha)的(de)(de)特(te)點，從成(cheng)(cheng)膜機理(li)(li)上(shang)(shang)提出了量(liang)子(zi)阱/三維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復合結(jie)構的(de)(de)有(you)(you)效調控手(shou)段，有(you)(you)望從根(gen)本上(shang)(shang)提高(gao)器件(jian)的(de)(de)使(shi)用(yong)壽命，降低器件(jian)的(de)(de)制(zhi)備成(cheng)(cheng)本，為工(gong)業(ye)化生高(gao)效穩定(ding)(ding)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)太(tai)陽能電池提供了新的(de)(de)技術途徑。

Advanced Materials是材料學(xue)(xue)科世界頂尖期刊，在國際(ji)材料領域享(xiang)譽盛名，當(dang)前影(ying)響因子27.39。該研究工作受(shou)到國家自然科學(xue)(xue)基金委、深(shen)圳市科創委以及深(shen)圳職業技(ji)術(shu)學(xue)(xue)院的資助。

（霍夫曼先進材料研究院）