近(jin)日，我(wo)校霍夫(fu)(fu)曼先進材料研(yan)(yan)究(jiu)院(yuan)諾獎團(tuan)隊在(zai)利(li)用高能(neng)同步輻(fu)射(she)對(dui)鈣(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)的形成(cheng)機理研(yan)(yan)究(jiu)領域取(qu)得重要進展：研(yan)(yan)究(jiu)團(tuan)隊采(cai)用高能(neng)掠入(ru)射(she)角(jiao)X射(she)線衍射(she)實時表(biao)征(zheng)了在(zai)三維鈣(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)表(biao)面(mian)通過旋涂長(chang)鏈有(you)機銨鹽溶液法(fa)所(suo)制備鈣(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)形成(cheng)過程，明(ming)確(que)了與長(chang)鏈有(you)機銨分子(zi)(zi)發生反(fan)應(ying)的反(fan)應(ying)物；并通過追蹤反(fan)應(ying)產物在(zai)熱退火前后的晶體結構演變，探究(jiu)了鈣(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)形成(cheng)過程的具體路徑(jing)。這一研(yan)(yan)究(jiu)成(cheng)果發表(biao)在(zai)材料領域國際頂尖期(qi)刊(kan)《先進材料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論(lun)文第(di)一作者為霍夫(fu)(fu)曼先進材料研(yan)(yan)究(jiu)院(yuan)胡漢林(lin)副(fu)教授，深圳職業技術學(xue)院(yuan)為論(lun)文第(di)一完成(cheng)單位(wei)。

有(you)機(ji)-無(wu)機(ji)雜(za)化(hua)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)太陽能電池(chi)，因其(qi)優異的(de)光(guang)電轉(zhuan)換效(xiao)率(lv)（經認證的(de)單結小面積有(you)機(ji)-無(wu)機(ji)雜(za)化(hua)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)太陽能電池(chi)效(xiao)率(lv)已(yi)達25.5%）、較低的(de)成(cheng)本以及優良(liang)的(de)力(li)學柔(rou)性(xing)等(deng)特(te)點(dian)，在新(xin)能源領域(yu)展現出(chu)了巨(ju)大(da)的(de)應用前景。而(er)基(ji)于(yu)ABX3傳統三(san)維結構(gou)的(de)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)材料由于(yu)自身的(de)離子(zi)(zi)遷移，以及在外界光(guang)、熱、水等(deng)因素下很容易(yi)被破壞(huai)，面臨著長期穩(wen)定性(xing)差的(de)問題，嚴重制約了其(qi)實際(ji)應用。科(ke)學工作者創新(xin)地通過(guo)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)修飾傳統的(de)三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)方法來制備具有(you)量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)/三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)復合結構(gou)的(de)太陽能電池(chi)，使得所(suo)制備的(de)器件(jian)(jian)(jian)具有(you)良(liang)好的(de)耐(nai)輻照(zhao)、耐(nai)高溫和耐(nai)濕(shi)度特(te)性(xing)。現有(you)的(de)報道主要集(ji)中在器件(jian)(jian)(jian)的(de)效(xiao)率(lv)和穩(wen)定性(xing)，但對于(yu)量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)的(de)形成(cheng)機(ji)理卻鮮有(you)報道，尤其(qi)是對在不同條(tiao)件(jian)(jian)(jian)下的(de)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)生長機(ji)理并不清楚。

為(wei)此，我校研(yan)究(jiu)團(tuan)隊采用高能同步(bu)輻射掠入射角X射線衍射實時表(biao)征了(le)在(zai)三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)表(biao)面通過旋涂長鏈有(you)機銨鹽溶液法所(suo)制(zhi)備鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子阱形成(cheng)過程，在(zai)了(le)解鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)生(sheng)長機理的(de)(de)(de)前(qian)提(ti)下，研(yan)究(jiu)了(le)不同反應條件(jian)對鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子阱的(de)(de)(de)相(xiang)純度和(he)取向有(you)序性(xing)產生(sheng)影響。該項(xiang)成(cheng)果從化(hua)(hua)學反應的(de)(de)(de)機理上確(que)定(ding)了(le)與長鏈分子反應的(de)(de)(de)反應物，明(ming)確(que)了(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子阱的(de)(de)(de)形成(cheng)機理，探(tan)究(jiu)了(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子阱的(de)(de)(de)調控(kong)與器(qi)件(jian)效(xiao)(xiao)率(lv)以及(ji)穩定(ding)性(xing)的(de)(de)(de)本質聯系(xi)，并指出了(le)有(you)效(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)調控(kong)手(shou)段，建立了(le)量(liang)(liang)子阱/三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復合(he)結(jie)(jie)構薄膜(mo)最(zui)基(ji)礎(chu)理論(lun)依據(ju)。鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)優越(yue)的(de)(de)(de)材料性(xing)能預示著理論(lun)上它具備打破現(xian)有(you)傳統(tong)光(guang)伏(fu)格局的(de)(de)(de)能力，目前(qian)科研(yan)領域正在(zai)關注單結(jie)(jie)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)電池(chi)的(de)(de)(de)轉換效(xiao)(xiao)率(lv)、穩定(ding)性(xing)和(he)降低鉛污(wu)染，有(you)初創企業推(tui)出的(de)(de)(de)單結(jie)(jie)組(zu)件(jian)能量(liang)(liang)轉換效(xiao)(xiao)率(lv)已超過17%，接近多晶硅組(zu)件(jian)的(de)(de)(de)轉換效(xiao)(xiao)率(lv)，并且理論(lun)成(cheng)本更(geng)低。本研(yan)究(jiu)工(gong)作針對傳統(tong)三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)光(guang)伏(fu)器(qi)件(jian)穩定(ding)性(xing)差的(de)(de)(de)特(te)點，從成(cheng)膜(mo)機理上提(ti)出了(le)量(liang)(liang)子阱/三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復合(he)結(jie)(jie)構的(de)(de)(de)有(you)效(xiao)(xiao)調控(kong)手(shou)段，有(you)望從根(gen)本上提(ti)高器(qi)件(jian)的(de)(de)(de)使用壽命，降低器(qi)件(jian)的(de)(de)(de)制(zhi)備成(cheng)本，為(wei)工(gong)業化(hua)(hua)生(sheng)高效(xiao)(xiao)穩定(ding)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)太陽能電池(chi)提(ti)供了(le)新(xin)的(de)(de)(de)技術(shu)途徑。

Advanced Materials是材(cai)料學(xue)科(ke)世界頂尖(jian)期刊，在國際材(cai)料領域享譽(yu)盛名，當前影響(xiang)因子(zi)27.39。該研(yan)究工(gong)作受到國家自然科(ke)學(xue)基(ji)金委(wei)、深圳市科(ke)創委(wei)以及深圳職業技術學(xue)院(yuan)的資助。

（霍(huo)夫曼先進材料研(yan)究院(yuan)）