近日，我校霍夫(fu)曼(man)先進材(cai)料研究(jiu)(jiu)(jiu)院(yuan)(yuan)諾獎團(tuan)隊(dui)在利用高能同步輻射(she)對(dui)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)量子阱(jing)(jing)的(de)(de)形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)機理研究(jiu)(jiu)(jiu)領(ling)域(yu)取得(de)重要(yao)進展：研究(jiu)(jiu)(jiu)團(tuan)隊(dui)采(cai)用高能掠入(ru)射(she)角X射(she)線衍射(she)實(shi)時表(biao)(biao)征(zheng)了在三維鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)表(biao)(biao)面(mian)通(tong)過(guo)旋涂(tu)長(chang)鏈(lian)有機銨(an)鹽溶液(ye)法所(suo)制備鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)量子阱(jing)(jing)形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)過(guo)程，明確(que)了與長(chang)鏈(lian)有機銨(an)分子發生反(fan)應(ying)(ying)的(de)(de)反(fan)應(ying)(ying)物；并通(tong)過(guo)追蹤反(fan)應(ying)(ying)產(chan)物在熱(re)退火前后的(de)(de)晶體(ti)(ti)結構演變，探究(jiu)(jiu)(jiu)了鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)量子阱(jing)(jing)形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)過(guo)程的(de)(de)具體(ti)(ti)路(lu)徑(jing)。這一研究(jiu)(jiu)(jiu)成(cheng)(cheng)(cheng)果發表(biao)(biao)在材(cai)料領(ling)域(yu)國際頂(ding)尖期(qi)刊(kan)《先進材(cai)料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文第一作者為霍夫(fu)曼(man)先進材(cai)料研究(jiu)(jiu)(jiu)院(yuan)(yuan)胡(hu)漢林副教(jiao)授，深圳職業技術(shu)學院(yuan)(yuan)為論文第一完成(cheng)(cheng)(cheng)單位。

有(you)(you)機(ji)(ji)-無(wu)(wu)機(ji)(ji)雜化(hua)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池，因其優異的(de)(de)(de)(de)光電(dian)轉換效率（經認證的(de)(de)(de)(de)單結(jie)小(xiao)面積有(you)(you)機(ji)(ji)-無(wu)(wu)機(ji)(ji)雜化(hua)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池效率已達25.5%）、較低的(de)(de)(de)(de)成本以及(ji)優良(liang)的(de)(de)(de)(de)力學柔性等特點，在新能(neng)源領域展現(xian)出(chu)了巨大的(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)前(qian)景。而基于ABX3傳統三維(wei)結(jie)構的(de)(de)(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)材料由(you)于自身的(de)(de)(de)(de)離子遷(qian)移，以及(ji)在外界光、熱、水等因素下很容易被破壞，面臨著長期穩(wen)定性差的(de)(de)(de)(de)問題，嚴重制約了其實際應(ying)用(yong)。科學工作者(zhe)創新地(di)通過(guo)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子阱(jing)修飾傳統的(de)(de)(de)(de)三維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)方(fang)法(fa)來制備具(ju)有(you)(you)量(liang)子阱(jing)/三維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復合結(jie)構的(de)(de)(de)(de)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池，使得(de)所制備的(de)(de)(de)(de)器件具(ju)有(you)(you)良(liang)好的(de)(de)(de)(de)耐(nai)輻照、耐(nai)高(gao)溫和耐(nai)濕度特性。現(xian)有(you)(you)的(de)(de)(de)(de)報道主(zhu)要集中(zhong)在器件的(de)(de)(de)(de)效率和穩(wen)定性，但(dan)對(dui)于量(liang)子阱(jing)的(de)(de)(de)(de)形成機(ji)(ji)理(li)卻(que)鮮有(you)(you)報道，尤其是對(dui)在不同條件下的(de)(de)(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子阱(jing)生長機(ji)(ji)理(li)并不清楚。

為(wei)此，我(wo)校(xiao)研(yan)究(jiu)團隊采用高(gao)能同步輻射掠入(ru)射角X射線衍(yan)射實時表征了(le)(le)在(zai)三維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)表面通過旋涂長鏈有機(ji)銨鹽溶液法所(suo)制(zhi)備鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱形成(cheng)(cheng)過程(cheng)，在(zai)了(le)(le)解鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)生(sheng)長機(ji)理的(de)(de)(de)(de)前(qian)提(ti)下，研(yan)究(jiu)了(le)(le)不同反(fan)應(ying)條件(jian)(jian)對(dui)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱的(de)(de)(de)(de)相純度和取向有序性(xing)產生(sheng)影(ying)響。該項成(cheng)(cheng)果從(cong)化學反(fan)應(ying)的(de)(de)(de)(de)機(ji)理上(shang)(shang)確(que)定(ding)了(le)(le)與(yu)(yu)長鏈分(fen)子(zi)反(fan)應(ying)的(de)(de)(de)(de)反(fan)應(ying)物(wu)，明確(que)了(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱的(de)(de)(de)(de)形成(cheng)(cheng)機(ji)理，探究(jiu)了(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱的(de)(de)(de)(de)調控與(yu)(yu)器(qi)件(jian)(jian)效(xiao)(xiao)率(lv)以(yi)及穩定(ding)性(xing)的(de)(de)(de)(de)本(ben)(ben)質聯系，并指出了(le)(le)有效(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)(de)調控手(shou)段，建立了(le)(le)量(liang)子(zi)阱/三維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復合結(jie)構薄膜(mo)最(zui)基(ji)礎理論(lun)(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(xing)能預示著理論(lun)(lun)(lun)上(shang)(shang)它具備打破(po)現有傳統(tong)光伏(fu)格局的(de)(de)(de)(de)能力，目前(qian)科研(yan)領域(yu)正在(zai)關注單結(jie)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)電池(chi)的(de)(de)(de)(de)轉換效(xiao)(xiao)率(lv)、穩定(ding)性(xing)和降低(di)鉛污染，有初(chu)創(chuang)企(qi)業推(tui)出的(de)(de)(de)(de)單結(jie)組件(jian)(jian)能量(liang)轉換效(xiao)(xiao)率(lv)已超過17%，接近(jin)多晶硅(gui)組件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)轉換效(xiao)(xiao)率(lv)，并且理論(lun)(lun)(lun)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)更低(di)。本(ben)(ben)研(yan)究(jiu)工作針對(dui)傳統(tong)三維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)光伏(fu)器(qi)件(jian)(jian)穩定(ding)性(xing)差的(de)(de)(de)(de)特點，從(cong)成(cheng)(cheng)膜(mo)機(ji)理上(shang)(shang)提(ti)出了(le)(le)量(liang)子(zi)阱/三維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復合結(jie)構的(de)(de)(de)(de)有效(xiao)(xiao)調控手(shou)段，有望從(cong)根(gen)本(ben)(ben)上(shang)(shang)提(ti)高(gao)器(qi)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)使用壽命，降低(di)器(qi)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)制(zhi)備成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)，為(wei)工業化生(sheng)高(gao)效(xiao)(xiao)穩定(ding)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)太陽(yang)能電池(chi)提(ti)供了(le)(le)新的(de)(de)(de)(de)技術(shu)途(tu)徑。

Advanced Materials是材料學科世界頂尖期刊，在國際材料領域享譽盛名，當前影(ying)響因子27.39。該(gai)研究工作受到國家(jia)自然科學基金委、深(shen)圳(zhen)市科創委以及深(shen)圳(zhen)職(zhi)業技術學院的(de)資(zi)助。

（霍夫曼(man)先進材料研(yan)究院(yuan)）