近日，我校(xiao)霍(huo)夫曼先進材料研究(jiu)(jiu)院諾獎(jiang)團隊在利用高能同(tong)步輻(fu)射(she)對鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)的(de)形(xing)成(cheng)機理研究(jiu)(jiu)領域取得重(zhong)要進展：研究(jiu)(jiu)團隊采用高能掠(lve)入射(she)角X射(she)線衍射(she)實時表征了(le)在三維(wei)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)表面(mian)通過(guo)(guo)旋(xuan)涂長(chang)鏈(lian)有機銨鹽溶液(ye)法所制(zhi)備(bei)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)形(xing)成(cheng)過(guo)(guo)程(cheng)，明確了(le)與長(chang)鏈(lian)有機銨分子(zi)發生反(fan)應的(de)反(fan)應物；并通過(guo)(guo)追(zhui)蹤反(fan)應產物在熱退火前后的(de)晶體結構演變，探(tan)究(jiu)(jiu)了(le)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)形(xing)成(cheng)過(guo)(guo)程(cheng)的(de)具(ju)體路徑。這一研究(jiu)(jiu)成(cheng)果發表在材料領域國際頂尖期刊《先進材料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上(shang)，論(lun)文第一作者為(wei)霍(huo)夫曼先進材料研究(jiu)(jiu)院胡漢林副教授，深圳(zhen)職業技術學院為(wei)論(lun)文第一完成(cheng)單位。

有(you)(you)機(ji)(ji)-無(wu)機(ji)(ji)雜(za)(za)化(hua)(hua)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)太陽(yang)能(neng)(neng)電池，因其優異的(de)(de)(de)光電轉換效率（經認(ren)證的(de)(de)(de)單結(jie)小面積有(you)(you)機(ji)(ji)-無(wu)機(ji)(ji)雜(za)(za)化(hua)(hua)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)太陽(yang)能(neng)(neng)電池效率已達25.5%）、較(jiao)低(di)的(de)(de)(de)成(cheng)本以及(ji)優良的(de)(de)(de)力學(xue)柔(rou)性等特(te)點，在(zai)新能(neng)(neng)源領域展現出了巨大的(de)(de)(de)應用(yong)前景。而基于ABX3傳統三維結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)材(cai)料由于自身的(de)(de)(de)離子(zi)(zi)遷(qian)移，以及(ji)在(zai)外(wai)界(jie)光、熱、水等因素下很容易(yi)被破(po)壞，面臨著(zhu)長(chang)期穩(wen)定(ding)性差的(de)(de)(de)問題(ti)，嚴重制約了其實際應用(yong)。科學(xue)工(gong)作者創(chuang)新地通過鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)量子(zi)(zi)阱修飾傳統的(de)(de)(de)三維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)方法來制備(bei)具有(you)(you)量子(zi)(zi)阱/三維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)復合(he)結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)太陽(yang)能(neng)(neng)電池，使得(de)所制備(bei)的(de)(de)(de)器件(jian)(jian)具有(you)(you)良好的(de)(de)(de)耐輻(fu)照(zhao)、耐高溫和(he)耐濕度(du)特(te)性。現有(you)(you)的(de)(de)(de)報道主要集中在(zai)器件(jian)(jian)的(de)(de)(de)效率和(he)穩(wen)定(ding)性，但對于量子(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)形成(cheng)機(ji)(ji)理(li)卻鮮有(you)(you)報道，尤其是對在(zai)不(bu)同條件(jian)(jian)下的(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)量子(zi)(zi)阱生長(chang)機(ji)(ji)理(li)并不(bu)清楚。

為此(ci)，我(wo)校研究團(tuan)隊(dui)采用(yong)高(gao)能(neng)(neng)同步輻(fu)射掠入射角X射線衍射實時表(biao)征了(le)在(zai)三維(wei)(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)表(biao)面通過旋涂長(chang)(chang)鏈有機(ji)(ji)銨鹽溶(rong)液法所(suo)制備鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)量子(zi)阱(jing)形(xing)成(cheng)過程，在(zai)了(le)解鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)生(sheng)長(chang)(chang)機(ji)(ji)理(li)的(de)(de)(de)(de)前提下，研究了(le)不同反應(ying)(ying)條件(jian)對鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)量子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)相純度和取向有序(xu)性(xing)(xing)產生(sheng)影(ying)響(xiang)。該項(xiang)成(cheng)果從(cong)化學反應(ying)(ying)的(de)(de)(de)(de)機(ji)(ji)理(li)上(shang)(shang)確(que)定(ding)(ding)了(le)與(yu)(yu)長(chang)(chang)鏈分(fen)子(zi)反應(ying)(ying)的(de)(de)(de)(de)反應(ying)(ying)物(wu)，明確(que)了(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)量子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)形(xing)成(cheng)機(ji)(ji)理(li)，探(tan)究了(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)量子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)調控與(yu)(yu)器件(jian)效(xiao)率以(yi)及穩定(ding)(ding)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)本(ben)質聯系(xi)，并指出(chu)了(le)有效(xiao)的(de)(de)(de)(de)調控手段(duan)，建立了(le)量子(zi)阱(jing)/三維(wei)(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)復合(he)結構(gou)薄膜(mo)最基礎(chu)理(li)論(lun)依據。鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)優越的(de)(de)(de)(de)材料(liao)性(xing)(xing)能(neng)(neng)預示著理(li)論(lun)上(shang)(shang)它具備打破現有傳統光伏格局的(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)力(li)，目前科研領域(yu)正在(zai)關注單(dan)結鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)電(dian)池的(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率、穩定(ding)(ding)性(xing)(xing)和降(jiang)低(di)鉛污染，有初創企(qi)業推出(chu)的(de)(de)(de)(de)單(dan)結組件(jian)能(neng)(neng)量轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率已超過17%，接近多晶硅組件(jian)的(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率，并且理(li)論(lun)成(cheng)本(ben)更低(di)。本(ben)研究工(gong)作針對傳統三維(wei)(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)光伏器件(jian)穩定(ding)(ding)性(xing)(xing)差的(de)(de)(de)(de)特點，從(cong)成(cheng)膜(mo)機(ji)(ji)理(li)上(shang)(shang)提出(chu)了(le)量子(zi)阱(jing)/三維(wei)(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)復合(he)結構(gou)的(de)(de)(de)(de)有效(xiao)調控手段(duan)，有望從(cong)根(gen)本(ben)上(shang)(shang)提高(gao)器件(jian)的(de)(de)(de)(de)使用(yong)壽(shou)命(ming)，降(jiang)低(di)器件(jian)的(de)(de)(de)(de)制備成(cheng)本(ben)，為工(gong)業化生(sheng)高(gao)效(xiao)穩定(ding)(ding)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)太陽能(neng)(neng)電(dian)池提供了(le)新的(de)(de)(de)(de)技術(shu)途徑。

Advanced Materials是材料(liao)學科(ke)(ke)世界頂尖期刊，在國際(ji)材料(liao)領域享譽盛名，當前影響因子27.39。該研究工作受到國家自然(ran)科(ke)(ke)學基金委、深(shen)圳(zhen)市科(ke)(ke)創委以(yi)及(ji)深(shen)圳(zhen)職業(ye)技術學院的資助。

（霍夫曼先進材料(liao)研(yan)究院）