近(jin)日，我(wo)校霍夫曼(man)先(xian)進(jin)(jin)(jin)材(cai)料研(yan)究(jiu)院(yuan)諾獎團隊在(zai)利用高(gao)(gao)能(neng)同步輻射對鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)量子(zi)(zi)阱的形(xing)成(cheng)機理研(yan)究(jiu)領(ling)域(yu)取得重要進(jin)(jin)(jin)展：研(yan)究(jiu)團隊采用高(gao)(gao)能(neng)掠入(ru)射角(jiao)X射線衍射實(shi)時表征(zheng)了在(zai)三維鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)表面通過(guo)(guo)旋涂長鏈有(you)機銨鹽溶液法所制(zhi)備鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)量子(zi)(zi)阱形(xing)成(cheng)過(guo)(guo)程，明確(que)了與長鏈有(you)機銨分子(zi)(zi)發生反應的反應物(wu)；并通過(guo)(guo)追蹤反應產物(wu)在(zai)熱退火前(qian)后的晶體(ti)結構演變，探究(jiu)了鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)量子(zi)(zi)阱形(xing)成(cheng)過(guo)(guo)程的具體(ti)路(lu)徑。這一(yi)(yi)研(yan)究(jiu)成(cheng)果發表在(zai)材(cai)料領(ling)域(yu)國際頂尖期(qi)刊《先(xian)進(jin)(jin)(jin)材(cai)料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論(lun)文(wen)第一(yi)(yi)作(zuo)者(zhe)為霍夫曼(man)先(xian)進(jin)(jin)(jin)材(cai)料研(yan)究(jiu)院(yuan)胡漢林副教授，深圳職業技術學院(yuan)為論(lun)文(wen)第一(yi)(yi)完成(cheng)單位。

有機(ji)-無(wu)機(ji)雜化鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太陽(yang)能電(dian)池(chi)，因(yin)其優異(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)光電(dian)轉(zhuan)換效(xiao)(xiao)率(lv)（經(jing)認證的(de)(de)(de)(de)(de)單結小面(mian)積有機(ji)-無(wu)機(ji)雜化鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太陽(yang)能電(dian)池(chi)效(xiao)(xiao)率(lv)已達25.5%）、較低的(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)本以(yi)及優良的(de)(de)(de)(de)(de)力學柔性(xing)(xing)等(deng)特(te)點，在(zai)新能源(yuan)領域展現出了巨(ju)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)前(qian)景。而基于ABX3傳(chuan)(chuan)統(tong)三(san)維(wei)結構的(de)(de)(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)材(cai)料由(you)于自身的(de)(de)(de)(de)(de)離子遷移，以(yi)及在(zai)外(wai)界光、熱(re)、水等(deng)因(yin)素下(xia)很容易被破(po)壞，面(mian)臨著長(chang)期穩(wen)定性(xing)(xing)差的(de)(de)(de)(de)(de)問題，嚴重制(zhi)(zhi)約了其實際應(ying)用(yong)。科學工作者創新地通(tong)過(guo)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子阱(jing)(jing)修飾傳(chuan)(chuan)統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)方法來(lai)制(zhi)(zhi)備具有量子阱(jing)(jing)/三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復(fu)合結構的(de)(de)(de)(de)(de)太陽(yang)能電(dian)池(chi)，使得所制(zhi)(zhi)備的(de)(de)(de)(de)(de)器件(jian)具有良好的(de)(de)(de)(de)(de)耐輻照、耐高溫和(he)(he)耐濕度特(te)性(xing)(xing)。現有的(de)(de)(de)(de)(de)報道主要集中在(zai)器件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)效(xiao)(xiao)率(lv)和(he)(he)穩(wen)定性(xing)(xing)，但對于量子阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)成(cheng)機(ji)理卻鮮有報道，尤其是對在(zai)不(bu)同條件(jian)下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子阱(jing)(jing)生長(chang)機(ji)理并(bing)不(bu)清楚。

為此，我校研究(jiu)(jiu)團隊采用(yong)高(gao)能(neng)(neng)(neng)同(tong)步(bu)輻射(she)掠入射(she)角(jiao)X射(she)線衍射(she)實(shi)時表征了(le)(le)在(zai)三(san)(san)維鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)表面(mian)通過(guo)旋涂長鏈(lian)有(you)(you)機銨鹽(yan)溶液法所制(zhi)備(bei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)形成(cheng)過(guo)程，在(zai)了(le)(le)解鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)生長機理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)前(qian)提(ti)下，研究(jiu)(jiu)了(le)(le)不同(tong)反應(ying)條件對鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)相純(chun)度和取向有(you)(you)序(xu)性(xing)產生影(ying)響(xiang)。該項成(cheng)果從化(hua)學反應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)機理(li)(li)上(shang)確(que)定了(le)(le)與長鏈(lian)分子(zi)反應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)反應(ying)物，明確(que)了(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)形成(cheng)機理(li)(li)，探究(jiu)(jiu)了(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)調(diao)控(kong)與器(qi)件效(xiao)率(lv)以及穩(wen)(wen)定性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)本(ben)質聯系(xi)，并(bing)指出(chu)了(le)(le)有(you)(you)效(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)調(diao)控(kong)手段，建(jian)立了(le)(le)量子(zi)阱(jing)/三(san)(san)維鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復合結(jie)構(gou)薄膜最基礎理(li)(li)論依(yi)據。鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)優(you)越的(de)(de)(de)(de)(de)(de)材料性(xing)能(neng)(neng)(neng)預示著理(li)(li)論上(shang)它具備(bei)打破現有(you)(you)傳統光伏格局的(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)力，目前(qian)科研領域(yu)正在(zai)關注單(dan)結(jie)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)電(dian)池的(de)(de)(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)、穩(wen)(wen)定性(xing)和降低鉛污染，有(you)(you)初(chu)創(chuang)企(qi)業(ye)推出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)單(dan)結(jie)組件能(neng)(neng)(neng)量轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)已超(chao)過(guo)17%，接近多晶硅組件的(de)(de)(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)，并(bing)且理(li)(li)論成(cheng)本(ben)更低。本(ben)研究(jiu)(jiu)工(gong)作針對傳統三(san)(san)維鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)光伏器(qi)件穩(wen)(wen)定性(xing)差的(de)(de)(de)(de)(de)(de)特點，從成(cheng)膜機理(li)(li)上(shang)提(ti)出(chu)了(le)(le)量子(zi)阱(jing)/三(san)(san)維鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復合結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)有(you)(you)效(xiao)調(diao)控(kong)手段，有(you)(you)望從根(gen)本(ben)上(shang)提(ti)高(gao)器(qi)件的(de)(de)(de)(de)(de)(de)使用(yong)壽命，降低器(qi)件的(de)(de)(de)(de)(de)(de)制(zhi)備(bei)成(cheng)本(ben)，為工(gong)業(ye)化(hua)生高(gao)效(xiao)穩(wen)(wen)定鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)太陽能(neng)(neng)(neng)電(dian)池提(ti)供了(le)(le)新的(de)(de)(de)(de)(de)(de)技術(shu)途徑。

Advanced Materials是(shi)材料學科世界頂尖期刊，在國(guo)際材料領域享譽(yu)盛名，當前影響因子27.39。該研究工(gong)作受到國(guo)家自然(ran)科學基金委、深圳市科創委以及深圳職(zhi)業技術學院的資助。

（霍(huo)夫曼(man)先進材料研究院）