近日，我校(xiao)霍(huo)夫(fu)(fu)曼先進(jin)(jin)材料(liao)研(yan)究(jiu)院諾獎團隊(dui)在(zai)利用高(gao)能同步輻射(she)對鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱的(de)形成(cheng)(cheng)機(ji)理研(yan)究(jiu)領(ling)(ling)域取得(de)重(zhong)要進(jin)(jin)展：研(yan)究(jiu)團隊(dui)采用高(gao)能掠(lve)入射(she)角X射(she)線衍射(she)實時表(biao)征了在(zai)三維鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)表(biao)面(mian)通過(guo)(guo)(guo)旋(xuan)涂長鏈(lian)(lian)有機(ji)銨(an)鹽溶液法(fa)所制備鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱形成(cheng)(cheng)過(guo)(guo)(guo)程，明(ming)確了與長鏈(lian)(lian)有機(ji)銨(an)分子(zi)發生反應(ying)的(de)反應(ying)物；并通過(guo)(guo)(guo)追蹤反應(ying)產物在(zai)熱退火前(qian)后的(de)晶(jing)體結構演變，探究(jiu)了鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱形成(cheng)(cheng)過(guo)(guo)(guo)程的(de)具體路徑。這一(yi)研(yan)究(jiu)成(cheng)(cheng)果(guo)發表(biao)在(zai)材料(liao)領(ling)(ling)域國際頂尖(jian)期(qi)刊(kan)《先進(jin)(jin)材料(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上(shang)，論文(wen)第一(yi)作者(zhe)為霍(huo)夫(fu)(fu)曼先進(jin)(jin)材料(liao)研(yan)究(jiu)院胡漢林副教授，深圳職業技術學院為論文(wen)第一(yi)完(wan)成(cheng)(cheng)單(dan)位(wei)。

有(you)機-無機雜化(hua)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)太(tai)陽能(neng)電池(chi)，因其(qi)優異的(de)(de)光電轉換效(xiao)率(lv)（經認證的(de)(de)單結(jie)小面積有(you)機-無機雜化(hua)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)太(tai)陽能(neng)電池(chi)效(xiao)率(lv)已(yi)達25.5%）、較低的(de)(de)成(cheng)本以及優良(liang)的(de)(de)力(li)學(xue)(xue)柔性(xing)等(deng)特點，在新能(neng)源(yuan)領域展現(xian)出了(le)巨(ju)大的(de)(de)應(ying)用(yong)前景。而(er)基于(yu)(yu)ABX3傳統三(san)維結(jie)構(gou)的(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)材料由(you)于(yu)(yu)自(zi)身的(de)(de)離子(zi)遷移，以及在外界光、熱、水等(deng)因素下很容易被破壞，面臨著長期穩定(ding)性(xing)差的(de)(de)問題，嚴(yan)重制約了(le)其(qi)實際應(ying)用(yong)。科學(xue)(xue)工作者創新地通過鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)修飾(shi)傳統的(de)(de)三(san)維鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)方法來制備(bei)具(ju)有(you)量(liang)子(zi)阱(jing)/三(san)維鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)復合(he)結(jie)構(gou)的(de)(de)太(tai)陽能(neng)電池(chi)，使得所制備(bei)的(de)(de)器(qi)(qi)件具(ju)有(you)良(liang)好的(de)(de)耐輻照、耐高溫和耐濕度特性(xing)。現(xian)有(you)的(de)(de)報(bao)道主要(yao)集中(zhong)在器(qi)(qi)件的(de)(de)效(xiao)率(lv)和穩定(ding)性(xing)，但對(dui)于(yu)(yu)量(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)形成(cheng)機理卻鮮有(you)報(bao)道，尤其(qi)是(shi)對(dui)在不同(tong)條件下的(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)生長機理并不清楚。

為此(ci)，我校研(yan)究(jiu)團隊采用高(gao)能(neng)(neng)同(tong)(tong)步輻射(she)掠(lve)入射(she)角X射(she)線衍射(she)實(shi)時表征了(le)(le)在(zai)三維鈣鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)表面通(tong)過(guo)旋涂(tu)長鏈(lian)有(you)機(ji)(ji)銨鹽溶液法所制(zhi)(zhi)備鈣鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)阱形成過(guo)程(cheng)，在(zai)了(le)(le)解鈣鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)生(sheng)長機(ji)(ji)理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)前提下，研(yan)究(jiu)了(le)(le)不同(tong)(tong)反應(ying)條件(jian)對鈣鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)阱的(de)(de)(de)(de)(de)相純(chun)度(du)和取向(xiang)有(you)序性產生(sheng)影響。該項(xiang)成果(guo)從化(hua)學反應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)(ji)理(li)上(shang)確定(ding)了(le)(le)與(yu)長鏈(lian)分(fen)子(zi)反應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)反應(ying)物，明確了(le)(le)鈣鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)阱的(de)(de)(de)(de)(de)形成機(ji)(ji)理(li)，探(tan)究(jiu)了(le)(le)鈣鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)阱的(de)(de)(de)(de)(de)調控(kong)與(yu)器(qi)件(jian)效(xiao)率以及(ji)穩(wen)(wen)定(ding)性的(de)(de)(de)(de)(de)本(ben)(ben)質聯(lian)系(xi)，并(bing)指出了(le)(le)有(you)效(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)調控(kong)手(shou)段，建立了(le)(le)量(liang)子(zi)阱/三維鈣鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)復合結(jie)(jie)構(gou)薄(bo)膜最基(ji)礎理(li)論依據。鈣鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)優越的(de)(de)(de)(de)(de)材料性能(neng)(neng)預(yu)示(shi)著理(li)論上(shang)它具備打破(po)現有(you)傳統光伏(fu)格局的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)力，目前科研(yan)領域正在(zai)關注單結(jie)(jie)鈣鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)電(dian)池的(de)(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率、穩(wen)(wen)定(ding)性和降(jiang)低(di)鉛污染(ran)，有(you)初創企業(ye)推出的(de)(de)(de)(de)(de)單結(jie)(jie)組件(jian)能(neng)(neng)量(liang)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率已超過(guo)17%，接近(jin)多(duo)晶硅組件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率，并(bing)且理(li)論成本(ben)(ben)更(geng)低(di)。本(ben)(ben)研(yan)究(jiu)工作針對傳統三維鈣鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)光伏(fu)器(qi)件(jian)穩(wen)(wen)定(ding)性差的(de)(de)(de)(de)(de)特點，從成膜機(ji)(ji)理(li)上(shang)提出了(le)(le)量(liang)子(zi)阱/三維鈣鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)復合結(jie)(jie)構(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)有(you)效(xiao)調控(kong)手(shou)段，有(you)望(wang)從根本(ben)(ben)上(shang)提高(gao)器(qi)件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)使用壽(shou)命，降(jiang)低(di)器(qi)件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)制(zhi)(zhi)備成本(ben)(ben)，為工業(ye)化(hua)生(sheng)高(gao)效(xiao)穩(wen)(wen)定(ding)鈣鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)太陽能(neng)(neng)電(dian)池提供了(le)(le)新(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)技術途徑。

Advanced Materials是材料學科(ke)世界頂(ding)尖(jian)期(qi)刊，在(zai)國(guo)際材料領域享譽(yu)盛名，當前影響因子27.39。該(gai)研究工作受(shou)到國(guo)家自然科(ke)學基金委、深圳(zhen)市科(ke)創委以及深圳(zhen)職(zhi)業技術(shu)學院的資助(zhu)。

（霍夫曼先進材(cai)料研究院）