近日，我(wo)校霍夫(fu)曼先(xian)進(jin)(jin)材(cai)料(liao)研(yan)(yan)究院(yuan)諾(nuo)獎團隊(dui)在(zai)(zai)利用高(gao)能同步輻射對鈣鈦(tai)(tai)(tai)礦量子(zi)(zi)阱的(de)形成(cheng)機理研(yan)(yan)究領域(yu)(yu)取得重要進(jin)(jin)展：研(yan)(yan)究團隊(dui)采(cai)用高(gao)能掠入射角X射線衍射實時表(biao)征(zheng)了在(zai)(zai)三(san)維鈣鈦(tai)(tai)(tai)礦表(biao)面通過(guo)旋涂(tu)長鏈(lian)有機銨鹽溶(rong)液法(fa)所(suo)制備鈣鈦(tai)(tai)(tai)礦量子(zi)(zi)阱形成(cheng)過(guo)程(cheng)，明確了與(yu)長鏈(lian)有機銨分子(zi)(zi)發生反應(ying)的(de)反應(ying)物(wu)；并通過(guo)追(zhui)蹤反應(ying)產物(wu)在(zai)(zai)熱退火前(qian)后的(de)晶體(ti)結構演(yan)變，探究了鈣鈦(tai)(tai)(tai)礦量子(zi)(zi)阱形成(cheng)過(guo)程(cheng)的(de)具體(ti)路徑。這一研(yan)(yan)究成(cheng)果發表(biao)在(zai)(zai)材(cai)料(liao)領域(yu)(yu)國際頂尖(jian)期刊《先(xian)進(jin)(jin)材(cai)料(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論(lun)文第(di)一作者為霍夫(fu)曼先(xian)進(jin)(jin)材(cai)料(liao)研(yan)(yan)究院(yuan)胡漢(han)林副教(jiao)授，深圳職業技(ji)術(shu)學院(yuan)為論(lun)文第(di)一完成(cheng)單位。

有(you)(you)(you)機(ji)(ji)-無機(ji)(ji)雜化鈣(gai)鈦礦(kuang)太(tai)(tai)陽(yang)能(neng)(neng)電(dian)池，因(yin)其(qi)優異的(de)(de)(de)光(guang)電(dian)轉換(huan)效(xiao)率(lv)（經認證的(de)(de)(de)單結小面積有(you)(you)(you)機(ji)(ji)-無機(ji)(ji)雜化鈣(gai)鈦礦(kuang)太(tai)(tai)陽(yang)能(neng)(neng)電(dian)池效(xiao)率(lv)已達25.5%）、較低的(de)(de)(de)成本以(yi)及優良(liang)的(de)(de)(de)力學(xue)柔性(xing)等(deng)(deng)特(te)(te)點(dian)，在新(xin)能(neng)(neng)源(yuan)領域(yu)展現出了巨(ju)大的(de)(de)(de)應(ying)用(yong)前(qian)景。而基于ABX3傳統三維結構的(de)(de)(de)鈣(gai)鈦礦(kuang)材料由于自身的(de)(de)(de)離子遷移，以(yi)及在外界光(guang)、熱、水等(deng)(deng)因(yin)素下(xia)很容易被(bei)破壞，面臨著長期穩定(ding)性(xing)差的(de)(de)(de)問題，嚴(yan)重制(zhi)約了其(qi)實際應(ying)用(yong)。科(ke)學(xue)工(gong)作者(zhe)創新(xin)地通過鈣(gai)鈦礦(kuang)量(liang)子阱(jing)(jing)修飾傳統的(de)(de)(de)三維鈣(gai)鈦礦(kuang)方法(fa)來制(zhi)備具(ju)有(you)(you)(you)量(liang)子阱(jing)(jing)/三維鈣(gai)鈦礦(kuang)復合(he)結構的(de)(de)(de)太(tai)(tai)陽(yang)能(neng)(neng)電(dian)池，使得所制(zhi)備的(de)(de)(de)器件(jian)具(ju)有(you)(you)(you)良(liang)好的(de)(de)(de)耐(nai)輻照、耐(nai)高溫和耐(nai)濕度特(te)(te)性(xing)。現有(you)(you)(you)的(de)(de)(de)報道主要集中在器件(jian)的(de)(de)(de)效(xiao)率(lv)和穩定(ding)性(xing)，但對(dui)于量(liang)子阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)形成機(ji)(ji)理(li)卻鮮有(you)(you)(you)報道，尤(you)其(qi)是(shi)對(dui)在不(bu)同條件(jian)下(xia)的(de)(de)(de)鈣(gai)鈦礦(kuang)量(liang)子阱(jing)(jing)生(sheng)長機(ji)(ji)理(li)并不(bu)清楚(chu)。

為此，我校(xiao)研(yan)(yan)究(jiu)團(tuan)隊采用高(gao)能同步輻射掠入(ru)射角X射線(xian)衍射實時表征了(le)在(zai)(zai)三(san)維鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)表面通(tong)過旋涂長鏈有(you)(you)機銨(an)鹽溶液法所(suo)制備(bei)(bei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱形(xing)成(cheng)(cheng)過程，在(zai)(zai)了(le)解鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)生(sheng)長機理(li)(li)的(de)(de)前(qian)提(ti)(ti)下(xia)，研(yan)(yan)究(jiu)了(le)不同反應(ying)(ying)條(tiao)件(jian)對鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱的(de)(de)相(xiang)純度和(he)取(qu)向有(you)(you)序性產(chan)生(sheng)影(ying)響。該(gai)項成(cheng)(cheng)果從(cong)化(hua)學反應(ying)(ying)的(de)(de)機理(li)(li)上(shang)確定(ding)了(le)與(yu)長鏈分(fen)子(zi)反應(ying)(ying)的(de)(de)反應(ying)(ying)物，明確了(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱的(de)(de)形(xing)成(cheng)(cheng)機理(li)(li)，探(tan)究(jiu)了(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱的(de)(de)調控與(yu)器(qi)(qi)件(jian)效率(lv)(lv)(lv)以及穩定(ding)性的(de)(de)本(ben)(ben)質聯系，并指出了(le)有(you)(you)效的(de)(de)調控手段(duan)，建立(li)了(le)量(liang)子(zi)阱/三(san)維鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)復(fu)合結(jie)構(gou)薄膜(mo)最基礎理(li)(li)論(lun)依據。鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)優越的(de)(de)材料(liao)性能預示著理(li)(li)論(lun)上(shang)它具備(bei)(bei)打(da)破現有(you)(you)傳(chuan)統(tong)光伏格(ge)局的(de)(de)能力，目前(qian)科研(yan)(yan)領域正(zheng)在(zai)(zai)關(guan)注單結(jie)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)電池的(de)(de)轉換(huan)效率(lv)(lv)(lv)、穩定(ding)性和(he)降低(di)鉛污染，有(you)(you)初創企業推(tui)出的(de)(de)單結(jie)組(zu)件(jian)能量(liang)轉換(huan)效率(lv)(lv)(lv)已超過17%，接近多晶硅組(zu)件(jian)的(de)(de)轉換(huan)效率(lv)(lv)(lv)，并且(qie)理(li)(li)論(lun)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)更低(di)。本(ben)(ben)研(yan)(yan)究(jiu)工作針對傳(chuan)統(tong)三(san)維鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)光伏器(qi)(qi)件(jian)穩定(ding)性差(cha)的(de)(de)特點，從(cong)成(cheng)(cheng)膜(mo)機理(li)(li)上(shang)提(ti)(ti)出了(le)量(liang)子(zi)阱/三(san)維鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)復(fu)合結(jie)構(gou)的(de)(de)有(you)(you)效調控手段(duan)，有(you)(you)望從(cong)根本(ben)(ben)上(shang)提(ti)(ti)高(gao)器(qi)(qi)件(jian)的(de)(de)使用壽命，降低(di)器(qi)(qi)件(jian)的(de)(de)制備(bei)(bei)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)，為工業化(hua)生(sheng)高(gao)效穩定(ding)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)太(tai)陽(yang)能電池提(ti)(ti)供了(le)新的(de)(de)技術途徑。

Advanced Materials是材料學科(ke)世界(jie)頂尖(jian)期刊，在國際材料領域享譽盛名，當(dang)前影響(xiang)因子27.39。該研究工作受到(dao)國家自然(ran)科(ke)學基金(jin)委、深圳市科(ke)創委以及深圳職業技術學院的(de)資(zi)助。

（霍夫(fu)曼先進材料研究院）