近日(ri)，我(wo)校霍(huo)夫曼先(xian)進(jin)材(cai)料(liao)(liao)研(yan)究院諾(nuo)獎團隊在利用(yong)高能(neng)同步輻射對鈣(gai)(gai)鈦礦量子(zi)阱(jing)的形成(cheng)機(ji)理(li)研(yan)究領域取得重要進(jin)展：研(yan)究團隊采用(yong)高能(neng)掠入射角X射線(xian)衍射實時表(biao)(biao)征了(le)(le)在三維鈣(gai)(gai)鈦礦表(biao)(biao)面通(tong)過(guo)旋涂(tu)長鏈有機(ji)銨(an)鹽溶液(ye)法(fa)所制備鈣(gai)(gai)鈦礦量子(zi)阱(jing)形成(cheng)過(guo)程，明(ming)確了(le)(le)與長鏈有機(ji)銨(an)分子(zi)發生反應的反應物；并(bing)通(tong)過(guo)追蹤反應產物在熱退火前后的晶體結構演變(bian)，探究了(le)(le)鈣(gai)(gai)鈦礦量子(zi)阱(jing)形成(cheng)過(guo)程的具體路徑。這一研(yan)究成(cheng)果(guo)發表(biao)(biao)在材(cai)料(liao)(liao)領域國(guo)際頂尖期刊《先(xian)進(jin)材(cai)料(liao)(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文第一作者為霍(huo)夫曼先(xian)進(jin)材(cai)料(liao)(liao)研(yan)究院胡漢(han)林副教授，深圳職業技(ji)術學院為論文第一完成(cheng)單位(wei)。

有(you)(you)(you)機(ji)-無機(ji)雜(za)化鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)太陽(yang)能(neng)電池(chi)，因其(qi)優異的(de)(de)(de)(de)光電轉換效(xiao)率（經(jing)認證(zheng)的(de)(de)(de)(de)單結(jie)小面積(ji)有(you)(you)(you)機(ji)-無機(ji)雜(za)化鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)太陽(yang)能(neng)電池(chi)效(xiao)率已達25.5%）、較低(di)的(de)(de)(de)(de)成本以及優良的(de)(de)(de)(de)力學柔(rou)性(xing)等(deng)特點，在新能(neng)源(yuan)領域(yu)展現(xian)出了巨大的(de)(de)(de)(de)應用(yong)前景。而基于ABX3傳統(tong)(tong)三(san)(san)維結(jie)構的(de)(de)(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)材料由于自身的(de)(de)(de)(de)離子(zi)(zi)(zi)遷移，以及在外界光、熱、水等(deng)因素下很容易被破壞(huai)，面臨著長期穩(wen)定性(xing)差(cha)的(de)(de)(de)(de)問(wen)題，嚴重制(zhi)約了其(qi)實際應用(yong)。科學工作(zuo)者創新地通過鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱修飾(shi)傳統(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)三(san)(san)維鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)方法來制(zhi)備具有(you)(you)(you)量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱/三(san)(san)維鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)復合結(jie)構的(de)(de)(de)(de)太陽(yang)能(neng)電池(chi)，使得所制(zhi)備的(de)(de)(de)(de)器件(jian)(jian)具有(you)(you)(you)良好的(de)(de)(de)(de)耐輻照、耐高(gao)溫和耐濕度特性(xing)。現(xian)有(you)(you)(you)的(de)(de)(de)(de)報道主要集中在器件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)效(xiao)率和穩(wen)定性(xing)，但對于量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)(de)形成機(ji)理卻鮮(xian)有(you)(you)(you)報道，尤其(qi)是(shi)對在不同(tong)條(tiao)件(jian)(jian)下的(de)(de)(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱生長機(ji)理并不清楚。

為(wei)(wei)此，我校研(yan)(yan)究(jiu)團(tuan)隊采用(yong)高能(neng)(neng)同(tong)步(bu)輻射(she)掠入射(she)角(jiao)X射(she)線衍射(she)實時表(biao)征了(le)在三維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)表(biao)面通過旋涂長(chang)鏈(lian)有(you)(you)(you)機(ji)(ji)銨鹽(yan)溶液法所制(zhi)備(bei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)(jing)(jing)(jing)形(xing)成過程，在了(le)解鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)生長(chang)機(ji)(ji)理(li)的(de)(de)(de)(de)前提(ti)下，研(yan)(yan)究(jiu)了(le)不同(tong)反應(ying)(ying)條(tiao)件(jian)(jian)對鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)相(xiang)純度(du)和取向有(you)(you)(you)序(xu)性(xing)產生影響。該項成果從(cong)化學反應(ying)(ying)的(de)(de)(de)(de)機(ji)(ji)理(li)上(shang)確定了(le)與(yu)長(chang)鏈(lian)分子(zi)(zi)反應(ying)(ying)的(de)(de)(de)(de)反應(ying)(ying)物，明確了(le)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)形(xing)成機(ji)(ji)理(li)，探(tan)究(jiu)了(le)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)調(diao)控(kong)與(yu)器件(jian)(jian)效(xiao)率以及穩定性(xing)的(de)(de)(de)(de)本(ben)質(zhi)聯系，并(bing)指出(chu)了(le)有(you)(you)(you)效(xiao)的(de)(de)(de)(de)調(diao)控(kong)手段(duan)(duan)，建立了(le)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)(jing)(jing)(jing)/三維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復(fu)合(he)結構薄膜最基礎理(li)論(lun)依據。鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)優(you)越的(de)(de)(de)(de)材料(liao)性(xing)能(neng)(neng)預示著理(li)論(lun)上(shang)它具(ju)備(bei)打(da)破現有(you)(you)(you)傳(chuan)統(tong)光伏格局的(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)力，目前科研(yan)(yan)領域正在關注單結鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)電池的(de)(de)(de)(de)轉換效(xiao)率、穩定性(xing)和降(jiang)(jiang)低(di)鉛污染，有(you)(you)(you)初創(chuang)企業推出(chu)的(de)(de)(de)(de)單結組件(jian)(jian)能(neng)(neng)量(liang)(liang)轉換效(xiao)率已超過17%，接(jie)近(jin)多晶硅(gui)組件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)轉換效(xiao)率，并(bing)且(qie)理(li)論(lun)成本(ben)更低(di)。本(ben)研(yan)(yan)究(jiu)工作針對傳(chuan)統(tong)三維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)光伏器件(jian)(jian)穩定性(xing)差的(de)(de)(de)(de)特(te)點(dian)，從(cong)成膜機(ji)(ji)理(li)上(shang)提(ti)出(chu)了(le)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)(jing)(jing)(jing)/三維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復(fu)合(he)結構的(de)(de)(de)(de)有(you)(you)(you)效(xiao)調(diao)控(kong)手段(duan)(duan)，有(you)(you)(you)望(wang)從(cong)根本(ben)上(shang)提(ti)高器件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)使(shi)用(yong)壽命，降(jiang)(jiang)低(di)器件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)制(zhi)備(bei)成本(ben)，為(wei)(wei)工業化生高效(xiao)穩定鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太陽能(neng)(neng)電池提(ti)供(gong)了(le)新的(de)(de)(de)(de)技術途(tu)徑。

Advanced Materials是材(cai)料(liao)學科世(shi)界頂尖期刊，在國(guo)(guo)際材(cai)料(liao)領域享譽(yu)盛名(ming)，當前影(ying)響(xiang)因子27.39。該研究(jiu)工作受到國(guo)(guo)家(jia)自然(ran)科學基金委、深圳(zhen)市(shi)科創委以(yi)及深圳(zhen)職業技術學院的資助(zhu)。

（霍夫曼先進材料研究院）