近日，我校霍夫曼先進材(cai)料研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)院(yuan)諾(nuo)獎團隊在利用高(gao)能(neng)同步輻射(she)對鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦量子阱的(de)(de)形成(cheng)機理研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)領(ling)域取得重(zhong)要進展：研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)團隊采用高(gao)能(neng)掠(lve)入射(she)角X射(she)線衍射(she)實時表征了(le)在三維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦表面通過旋涂長鏈(lian)有機銨鹽溶液法所制備鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦量子阱形成(cheng)過程，明確了(le)與長鏈(lian)有機銨分子發生反(fan)應(ying)的(de)(de)反(fan)應(ying)物；并通過追蹤反(fan)應(ying)產物在熱(re)退火前(qian)后的(de)(de)晶體結構演變，探究(jiu)(jiu)了(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦量子阱形成(cheng)過程的(de)(de)具體路徑。這一(yi)(yi)(yi)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)成(cheng)果(guo)發表在材(cai)料領(ling)域國際頂尖期刊《先進材(cai)料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文第(di)(di)一(yi)(yi)(yi)作者為霍夫曼先進材(cai)料研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)院(yuan)胡漢(han)林(lin)副教授，深圳職業技術(shu)學院(yuan)為論文第(di)(di)一(yi)(yi)(yi)完(wan)成(cheng)單(dan)位。

有機(ji)-無機(ji)雜(za)化(hua)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)太陽(yang)能(neng)電(dian)池，因(yin)其優(you)異(yi)的(de)(de)光(guang)電(dian)轉(zhuan)換效率（經認證的(de)(de)單(dan)結小(xiao)面積有機(ji)-無機(ji)雜(za)化(hua)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)太陽(yang)能(neng)電(dian)池效率已達25.5%）、較低(di)的(de)(de)成(cheng)本以及(ji)優(you)良的(de)(de)力(li)學柔(rou)性(xing)(xing)等(deng)特點，在(zai)新能(neng)源(yuan)領域展現出(chu)了(le)巨大的(de)(de)應(ying)用前(qian)景。而基于ABX3傳統(tong)三維結構的(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)材(cai)料由(you)于自身的(de)(de)離子(zi)遷移，以及(ji)在(zai)外(wai)界(jie)光(guang)、熱、水等(deng)因(yin)素下(xia)很容易(yi)被(bei)破壞，面臨著長期穩(wen)定性(xing)(xing)差的(de)(de)問題，嚴(yan)重制(zhi)約(yue)了(le)其實(shi)際應(ying)用。科學工作(zuo)者(zhe)創新地通過鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)修飾傳統(tong)的(de)(de)三維鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)方法來制(zhi)備(bei)具有量(liang)子(zi)阱(jing)/三維鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)復合結構的(de)(de)太陽(yang)能(neng)電(dian)池，使得所制(zhi)備(bei)的(de)(de)器(qi)(qi)件(jian)(jian)具有良好的(de)(de)耐輻照、耐高溫和耐濕度特性(xing)(xing)。現有的(de)(de)報(bao)(bao)道主要集(ji)中在(zai)器(qi)(qi)件(jian)(jian)的(de)(de)效率和穩(wen)定性(xing)(xing)，但對(dui)于量(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)形成(cheng)機(ji)理卻鮮有報(bao)(bao)道，尤其是對(dui)在(zai)不同條件(jian)(jian)下(xia)的(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)生長機(ji)理并不清楚。

為(wei)此，我校研(yan)究團隊(dui)采(cai)用(yong)高能(neng)(neng)同(tong)(tong)步輻射掠(lve)入射角(jiao)X射線衍(yan)射實時表征了(le)在(zai)(zai)三維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)表面通過旋涂長(chang)鏈(lian)有(you)(you)(you)機(ji)銨鹽溶液法所(suo)制備(bei)(bei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)形成(cheng)(cheng)過程，在(zai)(zai)了(le)解(jie)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)生長(chang)機(ji)理(li)的(de)(de)(de)(de)前(qian)提(ti)下，研(yan)究了(le)不同(tong)(tong)反(fan)應條件(jian)(jian)對鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)相純(chun)度和(he)取向(xiang)有(you)(you)(you)序性產生影響。該項成(cheng)(cheng)果(guo)從化學反(fan)應的(de)(de)(de)(de)機(ji)理(li)上(shang)(shang)確定(ding)(ding)(ding)了(le)與(yu)長(chang)鏈(lian)分子(zi)(zi)反(fan)應的(de)(de)(de)(de)反(fan)應物，明確了(le)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)形成(cheng)(cheng)機(ji)理(li)，探究了(le)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)調(diao)控(kong)與(yu)器件(jian)(jian)效率(lv)以(yi)及穩(wen)定(ding)(ding)(ding)性的(de)(de)(de)(de)本(ben)質聯(lian)系，并指出(chu)了(le)有(you)(you)(you)效的(de)(de)(de)(de)調(diao)控(kong)手段，建立(li)了(le)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)/三維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)復合結構薄膜(mo)(mo)最基礎理(li)論依據。鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)優越的(de)(de)(de)(de)材料性能(neng)(neng)預示著理(li)論上(shang)(shang)它具備(bei)(bei)打破現有(you)(you)(you)傳統光(guang)(guang)伏格局的(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)力，目前(qian)科研(yan)領域正在(zai)(zai)關注單(dan)結鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)電池的(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)換效率(lv)、穩(wen)定(ding)(ding)(ding)性和(he)降(jiang)低(di)鉛污染，有(you)(you)(you)初創企業推(tui)出(chu)的(de)(de)(de)(de)單(dan)結組(zu)件(jian)(jian)能(neng)(neng)量(liang)(liang)轉(zhuan)換效率(lv)已超過17%，接近多晶(jing)硅組(zu)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)換效率(lv)，并且理(li)論成(cheng)(cheng)本(ben)更低(di)。本(ben)研(yan)究工(gong)作針(zhen)對傳統三維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)光(guang)(guang)伏器件(jian)(jian)穩(wen)定(ding)(ding)(ding)性差的(de)(de)(de)(de)特點，從成(cheng)(cheng)膜(mo)(mo)機(ji)理(li)上(shang)(shang)提(ti)出(chu)了(le)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)/三維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)復合結構的(de)(de)(de)(de)有(you)(you)(you)效調(diao)控(kong)手段，有(you)(you)(you)望從根本(ben)上(shang)(shang)提(ti)高器件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)使用(yong)壽(shou)命，降(jiang)低(di)器件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)制備(bei)(bei)成(cheng)(cheng)本(ben)，為(wei)工(gong)業化生高效穩(wen)定(ding)(ding)(ding)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)太陽能(neng)(neng)電池提(ti)供了(le)新(xin)的(de)(de)(de)(de)技術途徑(jing)。

Advanced Materials是材料學科(ke)世界頂尖期刊，在國際材料領域享譽(yu)盛名，當前影響(xiang)因子27.39。該研究工(gong)作受到國家(jia)自然(ran)科(ke)學基金委(wei)、深圳(zhen)(zhen)市(shi)科(ke)創委(wei)以及(ji)深圳(zhen)(zhen)職業(ye)技術學院的(de)資(zi)助。

（霍夫曼先進材料研究院）