近日(ri)，我校(xiao)霍(huo)夫曼(man)先(xian)進材(cai)(cai)料(liao)研究(jiu)(jiu)院諾獎團(tuan)隊(dui)在利用(yong)高(gao)能同步輻射對鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)量子(zi)阱(jing)的(de)形(xing)成(cheng)(cheng)機理研究(jiu)(jiu)領域取得重要進展：研究(jiu)(jiu)團(tuan)隊(dui)采用(yong)高(gao)能掠入射角X射線(xian)衍射實時表征了(le)(le)在三維鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)表面通(tong)過旋涂長鏈有(you)機銨鹽溶液(ye)法(fa)所制備鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)量子(zi)阱(jing)形(xing)成(cheng)(cheng)過程，明確了(le)(le)與長鏈有(you)機銨分子(zi)發生反(fan)應的(de)反(fan)應物；并通(tong)過追蹤(zong)反(fan)應產物在熱退(tui)火前后的(de)晶體(ti)結構演變，探究(jiu)(jiu)了(le)(le)鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)量子(zi)阱(jing)形(xing)成(cheng)(cheng)過程的(de)具(ju)體(ti)路徑。這一(yi)研究(jiu)(jiu)成(cheng)(cheng)果發表在材(cai)(cai)料(liao)領域國(guo)際頂(ding)尖期刊《先(xian)進材(cai)(cai)料(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文第一(yi)作者為霍(huo)夫曼(man)先(xian)進材(cai)(cai)料(liao)研究(jiu)(jiu)院胡(hu)漢林副教(jiao)授，深圳職(zhi)業技術學(xue)院為論文第一(yi)完成(cheng)(cheng)單位。

有(you)(you)機(ji)-無機(ji)雜(za)化鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦太陽(yang)能(neng)電(dian)池，因其優異(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)光電(dian)轉換效(xiao)率(lv)（經認證(zheng)的(de)(de)(de)(de)(de)單(dan)結(jie)小面(mian)積有(you)(you)機(ji)-無機(ji)雜(za)化鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦太陽(yang)能(neng)電(dian)池效(xiao)率(lv)已達25.5%）、較低的(de)(de)(de)(de)(de)成本以及優良的(de)(de)(de)(de)(de)力學柔(rou)性等特(te)點，在(zai)新(xin)能(neng)源(yuan)領域展現出(chu)了(le)巨大的(de)(de)(de)(de)(de)應用前景。而基于ABX3傳統三維(wei)結(jie)構的(de)(de)(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦材料由于自身(shen)的(de)(de)(de)(de)(de)離子(zi)(zi)(zi)遷移，以及在(zai)外界光、熱、水(shui)等因素下很(hen)容易被破壞，面(mian)臨著長(chang)期穩定性差的(de)(de)(de)(de)(de)問(wen)題，嚴重(zhong)制約了(le)其實(shi)際應用。科學工作者(zhe)創(chuang)新(xin)地通過鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)(jing)修飾傳統的(de)(de)(de)(de)(de)三維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦方(fang)法來制備具(ju)有(you)(you)量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)(jing)/三維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦復(fu)合(he)結(jie)構的(de)(de)(de)(de)(de)太陽(yang)能(neng)電(dian)池，使得(de)所制備的(de)(de)(de)(de)(de)器(qi)件(jian)具(ju)有(you)(you)良好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)耐輻照(zhao)、耐高溫(wen)和耐濕度特(te)性。現有(you)(you)的(de)(de)(de)(de)(de)報道主(zhu)要集中在(zai)器(qi)件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)效(xiao)率(lv)和穩定性，但對于量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)形成機(ji)理卻鮮有(you)(you)報道，尤(you)其是對在(zai)不同條件(jian)下的(de)(de)(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)(jing)生(sheng)長(chang)機(ji)理并不清楚。

為此，我校研(yan)(yan)究團隊(dui)采用高(gao)能(neng)(neng)(neng)同步輻(fu)射(she)(she)掠入射(she)(she)角X射(she)(she)線衍(yan)射(she)(she)實時表(biao)征了(le)(le)在(zai)三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)表(biao)面通過(guo)旋涂(tu)長鏈有(you)機(ji)銨鹽溶液法所制備鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)形成(cheng)過(guo)程，在(zai)了(le)(le)解鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)生(sheng)長機(ji)理的(de)(de)前(qian)提下，研(yan)(yan)究了(le)(le)不(bu)同反(fan)應條件對(dui)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)相純度和取向有(you)序性(xing)(xing)產生(sheng)影響。該項成(cheng)果從(cong)化(hua)學反(fan)應的(de)(de)機(ji)理上確(que)定了(le)(le)與(yu)長鏈分(fen)子(zi)(zi)反(fan)應的(de)(de)反(fan)應物，明確(que)了(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)形成(cheng)機(ji)理，探(tan)究了(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)調控與(yu)器(qi)(qi)件效率(lv)以(yi)及(ji)穩定性(xing)(xing)的(de)(de)本(ben)(ben)質(zhi)聯系，并指出了(le)(le)有(you)效的(de)(de)調控手段，建立了(le)(le)量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)/三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復合結(jie)構(gou)薄膜最基(ji)礎理論依據。鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)優越的(de)(de)材料性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)預示著理論上它具備打破(po)現有(you)傳(chuan)統(tong)光(guang)伏格局的(de)(de)能(neng)(neng)(neng)力(li)，目前(qian)科研(yan)(yan)領域(yu)正在(zai)關注單(dan)結(jie)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)電池的(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)換效率(lv)、穩定性(xing)(xing)和降低鉛污染，有(you)初(chu)創企業推出的(de)(de)單(dan)結(jie)組件能(neng)(neng)(neng)量(liang)轉(zhuan)(zhuan)換效率(lv)已(yi)超(chao)過(guo)17%，接(jie)近多晶硅(gui)組件的(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)換效率(lv)，并且理論成(cheng)本(ben)(ben)更低。本(ben)(ben)研(yan)(yan)究工作針對(dui)傳(chuan)統(tong)三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)光(guang)伏器(qi)(qi)件穩定性(xing)(xing)差的(de)(de)特點，從(cong)成(cheng)膜機(ji)理上提出了(le)(le)量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)/三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復合結(jie)構(gou)的(de)(de)有(you)效調控手段，有(you)望(wang)從(cong)根本(ben)(ben)上提高(gao)器(qi)(qi)件的(de)(de)使用壽命(ming)，降低器(qi)(qi)件的(de)(de)制備成(cheng)本(ben)(ben)，為工業化(hua)生(sheng)高(gao)效穩定鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)太陽(yang)能(neng)(neng)(neng)電池提供了(le)(le)新的(de)(de)技術途徑。

Advanced Materials是(shi)材料(liao)學科世界頂尖(jian)期刊，在國際(ji)材料(liao)領域享譽盛名(ming)，當前(qian)影響因子27.39。該研(yan)究工(gong)作受到(dao)國家自(zi)然科學基金(jin)委、深(shen)圳(zhen)市科創委以及(ji)深(shen)圳(zhen)職業(ye)技術學院的資助。

（霍夫曼先進材料(liao)研究院(yuan)）