近日(ri)，我校霍(huo)夫曼先(xian)進材(cai)料研(yan)究(jiu)院諾(nuo)獎團隊(dui)在利用高(gao)能同步輻射(she)對鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)量子阱(jing)(jing)的(de)(de)形成(cheng)(cheng)(cheng)機理研(yan)究(jiu)領域取得(de)重要(yao)進展(zhan)：研(yan)究(jiu)團隊(dui)采用高(gao)能掠入射(she)角X射(she)線衍射(she)實時表(biao)征了在三(san)維鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)表(biao)面通過旋涂長(chang)鏈有機銨鹽溶液法所制備鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)量子阱(jing)(jing)形成(cheng)(cheng)(cheng)過程，明確了與長(chang)鏈有機銨分子發生反應(ying)的(de)(de)反應(ying)物；并通過追蹤反應(ying)產(chan)物在熱退火前后的(de)(de)晶體結(jie)構演變，探究(jiu)了鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)量子阱(jing)(jing)形成(cheng)(cheng)(cheng)過程的(de)(de)具(ju)體路(lu)徑。這一研(yan)究(jiu)成(cheng)(cheng)(cheng)果發表(biao)在材(cai)料領域國際(ji)頂(ding)尖期刊《先(xian)進材(cai)料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文(wen)(wen)第(di)一作者為(wei)霍(huo)夫曼先(xian)進材(cai)料研(yan)究(jiu)院胡漢林副教授，深圳職業技術學院為(wei)論文(wen)(wen)第(di)一完成(cheng)(cheng)(cheng)單位。

有(you)(you)機(ji)(ji)-無機(ji)(ji)雜化鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)電(dian)(dian)池，因(yin)其(qi)優異的(de)光(guang)電(dian)(dian)轉換效(xiao)率(lv)（經認(ren)證的(de)單結小面(mian)積有(you)(you)機(ji)(ji)-無機(ji)(ji)雜化鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)電(dian)(dian)池效(xiao)率(lv)已達(da)25.5%）、較低的(de)成(cheng)本以及優良的(de)力(li)學柔性(xing)等特點，在新能(neng)(neng)源領域展現出了巨大的(de)應(ying)用(yong)前景(jing)。而基(ji)于ABX3傳統(tong)三(san)維結構的(de)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)材料由于自身的(de)離子(zi)遷移(yi)，以及在外界光(guang)、熱、水等因(yin)素下很容(rong)易(yi)被破壞，面(mian)臨著長(chang)期穩(wen)定性(xing)差的(de)問題，嚴重制約(yue)了其(qi)實際應(ying)用(yong)。科(ke)學工作者創(chuang)新地通過鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)量子(zi)阱(jing)修飾傳統(tong)的(de)三(san)維鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)方(fang)法來制備具有(you)(you)量子(zi)阱(jing)/三(san)維鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)復合(he)結構的(de)太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)電(dian)(dian)池，使得所制備的(de)器件具有(you)(you)良好的(de)耐輻照、耐高溫和耐濕度特性(xing)。現有(you)(you)的(de)報(bao)道主要集中在器件的(de)效(xiao)率(lv)和穩(wen)定性(xing)，但對(dui)(dui)于量子(zi)阱(jing)的(de)形(xing)成(cheng)機(ji)(ji)理卻鮮(xian)有(you)(you)報(bao)道，尤(you)其(qi)是對(dui)(dui)在不(bu)同條(tiao)件下的(de)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)量子(zi)阱(jing)生長(chang)機(ji)(ji)理并不(bu)清楚。

為此，我校研(yan)(yan)究團隊(dui)采用(yong)高能同(tong)步輻射(she)掠入射(she)角X射(she)線衍射(she)實時表征了(le)(le)在(zai)(zai)三維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)表面通過(guo)(guo)旋(xuan)涂長(chang)鏈有(you)(you)機(ji)銨(an)鹽溶液法所制備鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量子(zi)(zi)阱形成(cheng)過(guo)(guo)程，在(zai)(zai)了(le)(le)解鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)生(sheng)長(chang)機(ji)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)前(qian)提(ti)下(xia)，研(yan)(yan)究了(le)(le)不同(tong)反應條件(jian)(jian)對鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量子(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)(de)相純度和取向有(you)(you)序性產生(sheng)影響(xiang)。該項成(cheng)果從化學反應的(de)(de)(de)(de)機(ji)理(li)(li)上確(que)定(ding)了(le)(le)與長(chang)鏈分子(zi)(zi)反應的(de)(de)(de)(de)反應物，明確(que)了(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量子(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)(de)形成(cheng)機(ji)理(li)(li)，探究了(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量子(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)(de)調(diao)控與器(qi)件(jian)(jian)效(xiao)率以及穩定(ding)性的(de)(de)(de)(de)本(ben)質聯系，并指出了(le)(le)有(you)(you)效(xiao)的(de)(de)(de)(de)調(diao)控手(shou)段，建立(li)了(le)(le)量子(zi)(zi)阱/三維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復合結(jie)(jie)(jie)構(gou)薄膜最(zui)基(ji)礎理(li)(li)論(lun)(lun)依據。鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)優越的(de)(de)(de)(de)材(cai)料性能預示著(zhu)理(li)(li)論(lun)(lun)上它具(ju)備打破現有(you)(you)傳統(tong)光(guang)伏格局的(de)(de)(de)(de)能力，目前(qian)科(ke)研(yan)(yan)領域正(zheng)在(zai)(zai)關注單結(jie)(jie)(jie)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)電池的(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率、穩定(ding)性和降低鉛污(wu)染，有(you)(you)初創(chuang)企業(ye)推出的(de)(de)(de)(de)單結(jie)(jie)(jie)組件(jian)(jian)能量轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率已(yi)超(chao)過(guo)(guo)17%，接近(jin)多晶硅組件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率，并且理(li)(li)論(lun)(lun)成(cheng)本(ben)更低。本(ben)研(yan)(yan)究工作針對傳統(tong)三維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)光(guang)伏器(qi)件(jian)(jian)穩定(ding)性差的(de)(de)(de)(de)特(te)點，從成(cheng)膜機(ji)理(li)(li)上提(ti)出了(le)(le)量子(zi)(zi)阱/三維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復合結(jie)(jie)(jie)構(gou)的(de)(de)(de)(de)有(you)(you)效(xiao)調(diao)控手(shou)段，有(you)(you)望從根本(ben)上提(ti)高器(qi)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)使(shi)用(yong)壽命(ming)，降低器(qi)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)制備成(cheng)本(ben)，為工業(ye)化生(sheng)高效(xiao)穩定(ding)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)太陽能電池提(ti)供了(le)(le)新的(de)(de)(de)(de)技術途徑。

Advanced Materials是材料(liao)學科世界頂尖期刊(kan)，在(zai)國(guo)際材料(liao)領域享(xiang)譽盛(sheng)名，當前影響因(yin)子27.39。該研(yan)究(jiu)工作受到(dao)國(guo)家自然科學基(ji)金委、深圳(zhen)市(shi)科創委以及(ji)深圳(zhen)職業技術(shu)學院的資助。

（霍夫曼先進(jin)材料研究院）