近日，我校(xiao)霍夫曼(man)先進材(cai)料研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)院諾獎團隊(dui)(dui)在利(li)用高能(neng)同步輻射(she)對鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦量(liang)(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)的(de)形(xing)成(cheng)機理研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)領(ling)域(yu)取得重要進展：研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)團隊(dui)(dui)采(cai)用高能(neng)掠入射(she)角X射(she)線衍射(she)實時表征了(le)在三維鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦表面通(tong)(tong)過(guo)(guo)旋涂長(chang)鏈(lian)有機銨(an)鹽溶液(ye)法所制備(bei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦量(liang)(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)形(xing)成(cheng)過(guo)(guo)程(cheng)，明確了(le)與長(chang)鏈(lian)有機銨(an)分子(zi)發生反應(ying)的(de)反應(ying)物(wu)；并通(tong)(tong)過(guo)(guo)追(zhui)蹤反應(ying)產(chan)物(wu)在熱退火前后的(de)晶體結構演變，探究(jiu)(jiu)了(le)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦量(liang)(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)形(xing)成(cheng)過(guo)(guo)程(cheng)的(de)具(ju)體路徑。這(zhe)一(yi)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)成(cheng)果發表在材(cai)料領(ling)域(yu)國際頂(ding)尖期刊《先進材(cai)料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論(lun)文(wen)第一(yi)作者(zhe)為(wei)霍夫曼(man)先進材(cai)料研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)院胡漢林副(fu)教授，深圳職業技術學院為(wei)論(lun)文(wen)第一(yi)完(wan)成(cheng)單位。

有(you)機(ji)-無機(ji)雜(za)化(hua)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦太陽(yang)能(neng)(neng)電(dian)(dian)池(chi)，因其(qi)優(you)異的(de)光(guang)電(dian)(dian)轉換效率（經認(ren)證的(de)單結小(xiao)面積有(you)機(ji)-無機(ji)雜(za)化(hua)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦太陽(yang)能(neng)(neng)電(dian)(dian)池(chi)效率已達25.5%）、較低的(de)成本(ben)以(yi)及優(you)良的(de)力學柔性(xing)等(deng)特(te)點，在(zai)新能(neng)(neng)源(yuan)領域展現出了巨大的(de)應(ying)用前景。而基于(yu)ABX3傳統三(san)維結構的(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦材料(liao)由于(yu)自身的(de)離子遷移，以(yi)及在(zai)外界光(guang)、熱、水(shui)等(deng)因素下很(hen)容易被破壞，面臨著長期穩定性(xing)差的(de)問題(ti)，嚴(yan)重制約了其(qi)實際應(ying)用。科學工作(zuo)者創新地通(tong)過鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦量(liang)子阱(jing)修飾傳統的(de)三(san)維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦方法來制備(bei)(bei)具有(you)量(liang)子阱(jing)/三(san)維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦復合(he)結構的(de)太陽(yang)能(neng)(neng)電(dian)(dian)池(chi)，使得所制備(bei)(bei)的(de)器(qi)件(jian)具有(you)良好的(de)耐輻照、耐高溫和耐濕度特(te)性(xing)。現有(you)的(de)報道(dao)主要(yao)集(ji)中在(zai)器(qi)件(jian)的(de)效率和穩定性(xing)，但對于(yu)量(liang)子阱(jing)的(de)形成機(ji)理卻鮮有(you)報道(dao)，尤其(qi)是(shi)對在(zai)不同條件(jian)下的(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦量(liang)子阱(jing)生長機(ji)理并不清(qing)楚。

為(wei)此，我校研究(jiu)團隊采用(yong)高(gao)能(neng)同步(bu)輻(fu)射(she)掠(lve)入射(she)角X射(she)線(xian)衍射(she)實時表征了(le)(le)(le)在三維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)表面(mian)通過(guo)旋涂長鏈有(you)機(ji)(ji)銨鹽溶液法所制(zhi)備(bei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)形(xing)成過(guo)程，在了(le)(le)(le)解鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)生長機(ji)(ji)理(li)(li)(li)的(de)(de)前(qian)(qian)提下，研究(jiu)了(le)(le)(le)不同反(fan)應(ying)(ying)條件(jian)對鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)相純度(du)和(he)取(qu)向有(you)序性(xing)產生影響。該項成果從化學反(fan)應(ying)(ying)的(de)(de)機(ji)(ji)理(li)(li)(li)上(shang)確定(ding)了(le)(le)(le)與(yu)長鏈分(fen)子(zi)反(fan)應(ying)(ying)的(de)(de)反(fan)應(ying)(ying)物(wu)，明確了(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)形(xing)成機(ji)(ji)理(li)(li)(li)，探究(jiu)了(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)調控與(yu)器件(jian)效(xiao)(xiao)(xiao)率以(yi)及(ji)穩定(ding)性(xing)的(de)(de)本(ben)質聯系，并指出了(le)(le)(le)有(you)效(xiao)(xiao)(xiao)的(de)(de)調控手段，建立了(le)(le)(le)量(liang)子(zi)阱(jing)/三維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復(fu)合結(jie)(jie)構(gou)薄膜最(zui)基礎理(li)(li)(li)論(lun)(lun)依據。鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)優越的(de)(de)材料性(xing)能(neng)預(yu)示(shi)著理(li)(li)(li)論(lun)(lun)上(shang)它具備(bei)打破現有(you)傳統光(guang)伏(fu)格局的(de)(de)能(neng)力(li)，目(mu)前(qian)(qian)科研領域正在關(guan)注單(dan)(dan)結(jie)(jie)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)電池(chi)的(de)(de)轉(zhuan)換(huan)(huan)效(xiao)(xiao)(xiao)率、穩定(ding)性(xing)和(he)降低鉛污染，有(you)初創企(qi)業推出的(de)(de)單(dan)(dan)結(jie)(jie)組件(jian)能(neng)量(liang)轉(zhuan)換(huan)(huan)效(xiao)(xiao)(xiao)率已超過(guo)17%，接近多晶硅組件(jian)的(de)(de)轉(zhuan)換(huan)(huan)效(xiao)(xiao)(xiao)率，并且理(li)(li)(li)論(lun)(lun)成本(ben)更低。本(ben)研究(jiu)工(gong)作針對傳統三維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)光(guang)伏(fu)器件(jian)穩定(ding)性(xing)差的(de)(de)特點，從成膜機(ji)(ji)理(li)(li)(li)上(shang)提出了(le)(le)(le)量(liang)子(zi)阱(jing)/三維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復(fu)合結(jie)(jie)構(gou)的(de)(de)有(you)效(xiao)(xiao)(xiao)調控手段，有(you)望從根本(ben)上(shang)提高(gao)器件(jian)的(de)(de)使用(yong)壽命，降低器件(jian)的(de)(de)制(zhi)備(bei)成本(ben)，為(wei)工(gong)業化生高(gao)效(xiao)(xiao)(xiao)穩定(ding)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)太陽能(neng)電池(chi)提供了(le)(le)(le)新(xin)的(de)(de)技術途(tu)徑。

Advanced Materials是材(cai)料學(xue)科(ke)世界頂尖期刊，在(zai)國際材(cai)料領域享譽盛名，當前影響因(yin)子(zi)27.39。該研究工作受到國家自(zi)然科(ke)學(xue)基金委、深圳(zhen)市(shi)科(ke)創(chuang)委以及深圳(zhen)職(zhi)業(ye)技術學(xue)院(yuan)的資助(zhu)。

（霍(huo)夫曼先進材料研究院）