近日(ri)，我校(xiao)霍(huo)夫曼先(xian)(xian)進材料(liao)研(yan)究(jiu)(jiu)院(yuan)諾(nuo)獎(jiang)團隊在利用高能同步(bu)輻射(she)對鈣鈦礦量子(zi)(zi)(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)形(xing)成機理研(yan)究(jiu)(jiu)領域(yu)取得重要(yao)進展：研(yan)究(jiu)(jiu)團隊采用高能掠入(ru)射(she)角(jiao)X射(she)線衍射(she)實(shi)時表(biao)征了(le)在三維鈣鈦礦表(biao)面(mian)通過(guo)旋涂長鏈有機銨鹽(yan)溶液(ye)法所制備鈣鈦礦量子(zi)(zi)(zi)(zi)阱(jing)形(xing)成過(guo)程，明確了(le)與(yu)長鏈有機銨分子(zi)(zi)(zi)(zi)發生反應(ying)的(de)(de)反應(ying)物(wu)；并通過(guo)追(zhui)蹤反應(ying)產物(wu)在熱(re)退火前后的(de)(de)晶體結構演(yan)變，探究(jiu)(jiu)了(le)鈣鈦礦量子(zi)(zi)(zi)(zi)阱(jing)形(xing)成過(guo)程的(de)(de)具體路(lu)徑。這一研(yan)究(jiu)(jiu)成果(guo)發表(biao)在材料(liao)領域(yu)國際(ji)頂(ding)尖期刊《先(xian)(xian)進材料(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文(wen)第一作者為(wei)(wei)霍(huo)夫曼先(xian)(xian)進材料(liao)研(yan)究(jiu)(jiu)院(yuan)胡(hu)漢林副教授，深圳職業技術學(xue)院(yuan)為(wei)(wei)論文(wen)第一完成單位(wei)。

有(you)(you)機-無(wu)機雜(za)化鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)太陽(yang)能(neng)電池(chi)(chi)，因(yin)其優異的(de)(de)(de)光(guang)(guang)電轉換(huan)效(xiao)率（經認證的(de)(de)(de)單結(jie)小(xiao)面(mian)積有(you)(you)機-無(wu)機雜(za)化鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)太陽(yang)能(neng)電池(chi)(chi)效(xiao)率已(yi)達25.5%）、較低的(de)(de)(de)成本以及優良(liang)的(de)(de)(de)力學(xue)柔(rou)性(xing)等(deng)特點(dian)，在(zai)新能(neng)源領域展現(xian)出了巨(ju)大的(de)(de)(de)應用前景。而基于(yu)ABX3傳統三(san)維(wei)結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)材料由于(yu)自身的(de)(de)(de)離(li)子(zi)遷(qian)移，以及在(zai)外界光(guang)(guang)、熱(re)、水等(deng)因(yin)素下很容易(yi)被破壞(huai)，面(mian)臨著長期穩定性(xing)差的(de)(de)(de)問(wen)題(ti)，嚴重(zhong)制約了其實際應用。科學(xue)工作者創新地通過鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量子(zi)阱修飾傳統的(de)(de)(de)三(san)維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)方法來制備具有(you)(you)量子(zi)阱/三(san)維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)復合結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)太陽(yang)能(neng)電池(chi)(chi)，使得所制備的(de)(de)(de)器件(jian)具有(you)(you)良(liang)好的(de)(de)(de)耐(nai)輻照、耐(nai)高溫(wen)和耐(nai)濕(shi)度特性(xing)。現(xian)有(you)(you)的(de)(de)(de)報道主要集中在(zai)器件(jian)的(de)(de)(de)效(xiao)率和穩定性(xing)，但(dan)對于(yu)量子(zi)阱的(de)(de)(de)形成機理卻鮮有(you)(you)報道，尤其是對在(zai)不(bu)同條件(jian)下的(de)(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量子(zi)阱生長機理并不(bu)清楚。

為此，我校研究(jiu)團隊采用高(gao)(gao)能(neng)(neng)同步輻射(she)掠入射(she)角X射(she)線衍射(she)實時(shi)表(biao)征了(le)(le)(le)(le)(le)(le)在(zai)三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦表(biao)面(mian)通過(guo)旋涂長鏈有(you)(you)機銨鹽溶液(ye)法所制備(bei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦量子(zi)(zi)阱形成(cheng)(cheng)過(guo)程(cheng)，在(zai)了(le)(le)(le)(le)(le)(le)解鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦生(sheng)長機理(li)(li)的(de)(de)(de)前提下，研究(jiu)了(le)(le)(le)(le)(le)(le)不同反應條件(jian)(jian)(jian)對(dui)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦量子(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)相純度和(he)取向有(you)(you)序(xu)性(xing)產生(sheng)影響。該項成(cheng)(cheng)果(guo)從化學反應的(de)(de)(de)機理(li)(li)上確定(ding)(ding)了(le)(le)(le)(le)(le)(le)與(yu)長鏈分子(zi)(zi)反應的(de)(de)(de)反應物，明確了(le)(le)(le)(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦量子(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)形成(cheng)(cheng)機理(li)(li)，探(tan)究(jiu)了(le)(le)(le)(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦量子(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)調控與(yu)器(qi)件(jian)(jian)(jian)效(xiao)(xiao)率(lv)以(yi)及穩(wen)定(ding)(ding)性(xing)的(de)(de)(de)本(ben)(ben)(ben)質聯系，并指出了(le)(le)(le)(le)(le)(le)有(you)(you)效(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)調控手(shou)段，建立了(le)(le)(le)(le)(le)(le)量子(zi)(zi)阱/三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦復合(he)結(jie)(jie)構(gou)薄膜最(zui)基礎(chu)理(li)(li)論依據。鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦優越的(de)(de)(de)材料性(xing)能(neng)(neng)預示(shi)著理(li)(li)論上它(ta)具備(bei)打破(po)現有(you)(you)傳統光伏格局的(de)(de)(de)能(neng)(neng)力(li)，目前科研領(ling)域正(zheng)在(zai)關注單結(jie)(jie)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦電(dian)池的(de)(de)(de)轉(zhuan)換效(xiao)(xiao)率(lv)、穩(wen)定(ding)(ding)性(xing)和(he)降(jiang)低(di)鉛(qian)污(wu)染，有(you)(you)初創企業推出的(de)(de)(de)單結(jie)(jie)組(zu)件(jian)(jian)(jian)能(neng)(neng)量轉(zhuan)換效(xiao)(xiao)率(lv)已超(chao)過(guo)17%，接(jie)近多晶(jing)硅(gui)組(zu)件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)轉(zhuan)換效(xiao)(xiao)率(lv)，并且(qie)理(li)(li)論成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)更低(di)。本(ben)(ben)(ben)研究(jiu)工作(zuo)針對(dui)傳統三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦光伏器(qi)件(jian)(jian)(jian)穩(wen)定(ding)(ding)性(xing)差的(de)(de)(de)特點，從成(cheng)(cheng)膜機理(li)(li)上提出了(le)(le)(le)(le)(le)(le)量子(zi)(zi)阱/三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦復合(he)結(jie)(jie)構(gou)的(de)(de)(de)有(you)(you)效(xiao)(xiao)調控手(shou)段，有(you)(you)望從根本(ben)(ben)(ben)上提高(gao)(gao)器(qi)件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)使用壽命，降(jiang)低(di)器(qi)件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)制備(bei)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)，為工業化生(sheng)高(gao)(gao)效(xiao)(xiao)穩(wen)定(ding)(ding)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦太陽(yang)能(neng)(neng)電(dian)池提供(gong)了(le)(le)(le)(le)(le)(le)新的(de)(de)(de)技(ji)術途徑(jing)。

Advanced Materials是(shi)材料(liao)學(xue)科(ke)世界頂尖(jian)期刊，在國(guo)際材料(liao)領域享(xiang)譽盛(sheng)名，當前影響因子27.39。該研究工作(zuo)受到國(guo)家自(zi)然科(ke)學(xue)基金委、深圳市(shi)科(ke)創委以及深圳職(zhi)業技術學(xue)院(yuan)的資(zi)助。

（霍夫曼先進(jin)材料研究院）