近(jin)日，我校霍夫(fu)曼(man)先(xian)進(jin)材(cai)料研(yan)究(jiu)(jiu)院諾獎團(tuan)隊(dui)在利用高(gao)(gao)能(neng)同步輻射(she)對(dui)鈣(gai)鈦(tai)礦量(liang)子(zi)(zi)阱的形(xing)(xing)成機理研(yan)究(jiu)(jiu)領(ling)域取得(de)重要進(jin)展：研(yan)究(jiu)(jiu)團(tuan)隊(dui)采(cai)用高(gao)(gao)能(neng)掠入射(she)角X射(she)線(xian)衍射(she)實時表征了(le)在三(san)維鈣(gai)鈦(tai)礦表面通(tong)過(guo)旋(xuan)涂長(chang)鏈有機銨鹽溶(rong)液(ye)法所制備鈣(gai)鈦(tai)礦量(liang)子(zi)(zi)阱形(xing)(xing)成過(guo)程，明確了(le)與長(chang)鏈有機銨分(fen)子(zi)(zi)發生反應(ying)的反應(ying)物；并通(tong)過(guo)追蹤反應(ying)產物在熱退(tui)火前(qian)后的晶體(ti)結構演變，探究(jiu)(jiu)了(le)鈣(gai)鈦(tai)礦量(liang)子(zi)(zi)阱形(xing)(xing)成過(guo)程的具體(ti)路徑。這一(yi)研(yan)究(jiu)(jiu)成果(guo)發表在材(cai)料領(ling)域國際頂尖期刊《先(xian)進(jin)材(cai)料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論(lun)文(wen)第(di)一(yi)作者為霍夫(fu)曼(man)先(xian)進(jin)材(cai)料研(yan)究(jiu)(jiu)院胡漢(han)林副(fu)教授，深圳職(zhi)業技術學院為論(lun)文(wen)第(di)一(yi)完成單位。

有機(ji)(ji)-無機(ji)(ji)雜(za)化鈣鈦(tai)礦太陽能(neng)電(dian)池，因其優(you)異的(de)(de)(de)光電(dian)轉換(huan)效率（經認證(zheng)的(de)(de)(de)單結小(xiao)面(mian)積有機(ji)(ji)-無機(ji)(ji)雜(za)化鈣鈦(tai)礦太陽能(neng)電(dian)池效率已(yi)達(da)25.5%）、較低的(de)(de)(de)成(cheng)本以(yi)及優(you)良的(de)(de)(de)力學柔(rou)性(xing)等(deng)特(te)點，在新(xin)能(neng)源領域展現出了巨大的(de)(de)(de)應用前景。而基于ABX3傳(chuan)統三(san)維(wei)(wei)結構的(de)(de)(de)鈣鈦(tai)礦材(cai)料(liao)由于自身的(de)(de)(de)離子(zi)(zi)(zi)遷移，以(yi)及在外界光、熱、水(shui)等(deng)因素下(xia)很容易被(bei)破壞，面(mian)臨著(zhu)長(chang)期穩(wen)定(ding)性(xing)差的(de)(de)(de)問題(ti)，嚴重制約了其實際應用。科學工作者創新(xin)地通過鈣鈦(tai)礦量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)阱修飾(shi)傳(chuan)統的(de)(de)(de)三(san)維(wei)(wei)鈣鈦(tai)礦方法來制備具(ju)有量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)阱/三(san)維(wei)(wei)鈣鈦(tai)礦復合(he)結構的(de)(de)(de)太陽能(neng)電(dian)池，使得所制備的(de)(de)(de)器件具(ju)有良好的(de)(de)(de)耐輻照、耐高溫和耐濕(shi)度特(te)性(xing)。現有的(de)(de)(de)報道主要(yao)集中(zhong)在器件的(de)(de)(de)效率和穩(wen)定(ding)性(xing)，但(dan)對(dui)于量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)形成(cheng)機(ji)(ji)理卻鮮有報道，尤其是(shi)對(dui)在不(bu)同條件下(xia)的(de)(de)(de)鈣鈦(tai)礦量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)阱生長(chang)機(ji)(ji)理并不(bu)清(qing)楚。

為此(ci)，我校研究(jiu)團(tuan)隊采用高能(neng)(neng)(neng)同(tong)步輻射掠入(ru)射角X射線衍射實時表(biao)(biao)征了(le)(le)(le)在(zai)(zai)三(san)維(wei)(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)表(biao)(biao)面通過(guo)(guo)旋涂長鏈有(you)(you)機(ji)(ji)銨(an)鹽溶液(ye)法所(suo)制(zhi)備鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)(zi)阱形成(cheng)過(guo)(guo)程，在(zai)(zai)了(le)(le)(le)解鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)生(sheng)長機(ji)(ji)理(li)(li)的(de)(de)(de)前提(ti)下，研究(jiu)了(le)(le)(le)不(bu)同(tong)反應(ying)條件(jian)對鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)相純度(du)和(he)取向有(you)(you)序性(xing)產生(sheng)影響。該項(xiang)成(cheng)果(guo)從化(hua)學反應(ying)的(de)(de)(de)機(ji)(ji)理(li)(li)上確定(ding)了(le)(le)(le)與(yu)長鏈分子(zi)(zi)反應(ying)的(de)(de)(de)反應(ying)物，明確了(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)形成(cheng)機(ji)(ji)理(li)(li)，探(tan)究(jiu)了(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)調(diao)控與(yu)器件(jian)效(xiao)(xiao)率(lv)以(yi)及穩(wen)(wen)定(ding)性(xing)的(de)(de)(de)本質聯系，并指(zhi)出(chu)了(le)(le)(le)有(you)(you)效(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)調(diao)控手段，建立了(le)(le)(le)量子(zi)(zi)阱/三(san)維(wei)(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復合結(jie)構(gou)薄膜最基礎(chu)理(li)(li)論(lun)(lun)依據。鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)優越的(de)(de)(de)材料性(xing)能(neng)(neng)(neng)預示著理(li)(li)論(lun)(lun)上它具(ju)備打破現有(you)(you)傳(chuan)統光伏(fu)(fu)格局的(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)力(li)，目前科研領域(yu)正在(zai)(zai)關注單結(jie)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)電池(chi)的(de)(de)(de)轉換效(xiao)(xiao)率(lv)、穩(wen)(wen)定(ding)性(xing)和(he)降(jiang)低鉛污染，有(you)(you)初(chu)創企業推出(chu)的(de)(de)(de)單結(jie)組件(jian)能(neng)(neng)(neng)量轉換效(xiao)(xiao)率(lv)已(yi)超(chao)過(guo)(guo)17%，接近(jin)多晶硅組件(jian)的(de)(de)(de)轉換效(xiao)(xiao)率(lv)，并且理(li)(li)論(lun)(lun)成(cheng)本更(geng)低。本研究(jiu)工作針對傳(chuan)統三(san)維(wei)(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)光伏(fu)(fu)器件(jian)穩(wen)(wen)定(ding)性(xing)差的(de)(de)(de)特點，從成(cheng)膜機(ji)(ji)理(li)(li)上提(ti)出(chu)了(le)(le)(le)量子(zi)(zi)阱/三(san)維(wei)(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復合結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)有(you)(you)效(xiao)(xiao)調(diao)控手段，有(you)(you)望從根本上提(ti)高器件(jian)的(de)(de)(de)使用壽命，降(jiang)低器件(jian)的(de)(de)(de)制(zhi)備成(cheng)本，為工業化(hua)生(sheng)高效(xiao)(xiao)穩(wen)(wen)定(ding)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太(tai)陽能(neng)(neng)(neng)電池(chi)提(ti)供了(le)(le)(le)新的(de)(de)(de)技術途(tu)徑。

Advanced Materials是材料學科世界頂尖期(qi)刊，在國際(ji)材料領域(yu)享譽盛名，當前(qian)影響因子27.39。該研究工作受到(dao)國家自(zi)然科學基金委(wei)(wei)、深(shen)圳市科創委(wei)(wei)以及深(shen)圳職業(ye)技(ji)術(shu)學院的資(zi)助。

（霍夫曼先(xian)進材(cai)料(liao)研(yan)究院(yuan)）