近日，我校霍夫(fu)曼(man)(man)先(xian)進材料研(yan)究(jiu)(jiu)院諾獎團隊在(zai)利用(yong)高(gao)能同步輻射對鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱的形成(cheng)機理研(yan)究(jiu)(jiu)領(ling)域取(qu)得重要進展：研(yan)究(jiu)(jiu)團隊采用(yong)高(gao)能掠入射角X射線衍射實(shi)時(shi)表征了在(zai)三維鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)表面通(tong)(tong)過旋涂長(chang)鏈(lian)有機銨(an)鹽溶液法(fa)所制備鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱形成(cheng)過程(cheng)，明確了與長(chang)鏈(lian)有機銨(an)分子(zi)(zi)發生反(fan)(fan)應(ying)的反(fan)(fan)應(ying)物(wu)；并通(tong)(tong)過追蹤反(fan)(fan)應(ying)產(chan)物(wu)在(zai)熱退(tui)火前后的晶體結構演(yan)變(bian)，探究(jiu)(jiu)了鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱形成(cheng)過程(cheng)的具(ju)體路徑。這一(yi)(yi)研(yan)究(jiu)(jiu)成(cheng)果發表在(zai)材料領(ling)域國際頂尖期刊《先(xian)進材料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上(shang)，論文(wen)(wen)第一(yi)(yi)作者為霍夫(fu)曼(man)(man)先(xian)進材料研(yan)究(jiu)(jiu)院胡漢林(lin)副教授，深圳職業技術學院為論文(wen)(wen)第一(yi)(yi)完成(cheng)單位(wei)。

有(you)機-無機雜化(hua)鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)電(dian)池(chi)，因(yin)其優異的(de)(de)(de)光電(dian)轉換效率（經認(ren)證的(de)(de)(de)單結(jie)小面積有(you)機-無機雜化(hua)鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)電(dian)池(chi)效率已達25.5%）、較(jiao)低(di)的(de)(de)(de)成(cheng)本以及優良的(de)(de)(de)力學柔(rou)性(xing)等特點，在(zai)新(xin)能(neng)(neng)源領域展現出了(le)巨大的(de)(de)(de)應用前景。而基于ABX3傳統三維(wei)(wei)結(jie)構的(de)(de)(de)鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)材料由于自身的(de)(de)(de)離子(zi)遷移，以及在(zai)外(wai)界(jie)光、熱(re)、水等因(yin)素下很(hen)容易被破(po)壞，面臨著(zhu)長(chang)期穩定性(xing)差的(de)(de)(de)問(wen)題，嚴重制(zhi)約(yue)了(le)其實際應用。科學工(gong)作者創新(xin)地通(tong)過鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱修飾(shi)傳統的(de)(de)(de)三維(wei)(wei)鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)方(fang)法來(lai)制(zhi)備具有(you)量(liang)(liang)子(zi)阱/三維(wei)(wei)鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)復合(he)結(jie)構的(de)(de)(de)太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)電(dian)池(chi)，使得所(suo)制(zhi)備的(de)(de)(de)器件(jian)具有(you)良好的(de)(de)(de)耐輻(fu)照、耐高溫和耐濕(shi)度特性(xing)。現有(you)的(de)(de)(de)報道(dao)主要集中在(zai)器件(jian)的(de)(de)(de)效率和穩定性(xing)，但對(dui)于量(liang)(liang)子(zi)阱的(de)(de)(de)形成(cheng)機理卻鮮有(you)報道(dao)，尤其是對(dui)在(zai)不(bu)同條件(jian)下的(de)(de)(de)鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱生長(chang)機理并不(bu)清楚(chu)。

為(wei)(wei)此，我校研究(jiu)(jiu)(jiu)團隊采用(yong)高(gao)能(neng)(neng)同(tong)步輻射掠(lve)入射角X射線衍射實時表征(zheng)了在(zai)(zai)三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)表面通過(guo)旋涂(tu)長(chang)鏈有(you)(you)(you)機(ji)銨鹽溶液法所制(zhi)備鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱形成(cheng)(cheng)過(guo)程(cheng)，在(zai)(zai)了解鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)生長(chang)機(ji)理(li)的(de)(de)(de)前提(ti)下，研究(jiu)(jiu)(jiu)了不同(tong)反(fan)應條件(jian)(jian)對鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)相(xiang)純度和取向有(you)(you)(you)序(xu)性產生影響。該(gai)項成(cheng)(cheng)果從化學反(fan)應的(de)(de)(de)機(ji)理(li)上確(que)定了與長(chang)鏈分子(zi)(zi)反(fan)應的(de)(de)(de)反(fan)應物，明確(que)了鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)形成(cheng)(cheng)機(ji)理(li)，探究(jiu)(jiu)(jiu)了鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)調(diao)控(kong)(kong)與器件(jian)(jian)效率(lv)以及穩定性的(de)(de)(de)本(ben)質聯系，并指(zhi)出了有(you)(you)(you)效的(de)(de)(de)調(diao)控(kong)(kong)手(shou)(shou)段(duan)，建立了量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱/三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復合結(jie)(jie)構薄膜最基礎理(li)論(lun)依據。鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)優(you)越的(de)(de)(de)材料性能(neng)(neng)預示(shi)著理(li)論(lun)上它具備打破現有(you)(you)(you)傳統光(guang)伏(fu)格(ge)局的(de)(de)(de)能(neng)(neng)力(li)，目前科研領域(yu)正在(zai)(zai)關注單結(jie)(jie)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)電(dian)池(chi)的(de)(de)(de)轉(zhuan)換(huan)(huan)效率(lv)、穩定性和降低(di)鉛污(wu)染，有(you)(you)(you)初(chu)創企業推(tui)出的(de)(de)(de)單結(jie)(jie)組件(jian)(jian)能(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)轉(zhuan)換(huan)(huan)效率(lv)已超過(guo)17%，接近多晶硅組件(jian)(jian)的(de)(de)(de)轉(zhuan)換(huan)(huan)效率(lv)，并且(qie)理(li)論(lun)成(cheng)(cheng)本(ben)更(geng)低(di)。本(ben)研究(jiu)(jiu)(jiu)工作針(zhen)對傳統三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)光(guang)伏(fu)器件(jian)(jian)穩定性差的(de)(de)(de)特點，從成(cheng)(cheng)膜機(ji)理(li)上提(ti)出了量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱/三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復合結(jie)(jie)構的(de)(de)(de)有(you)(you)(you)效調(diao)控(kong)(kong)手(shou)(shou)段(duan)，有(you)(you)(you)望(wang)從根本(ben)上提(ti)高(gao)器件(jian)(jian)的(de)(de)(de)使用(yong)壽命，降低(di)器件(jian)(jian)的(de)(de)(de)制(zhi)備成(cheng)(cheng)本(ben)，為(wei)(wei)工業化生高(gao)效穩定鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太陽(yang)能(neng)(neng)電(dian)池(chi)提(ti)供了新的(de)(de)(de)技術途徑。

Advanced Materials是材料學(xue)科(ke)世界(jie)頂尖期刊，在國際材料領(ling)域享譽盛名，當前影響因子27.39。該研(yan)究工作(zuo)受到(dao)國家自然(ran)科(ke)學(xue)基金委、深圳(zhen)(zhen)市(shi)科(ke)創委以及(ji)深圳(zhen)(zhen)職業技術學(xue)院的(de)資助。

（霍夫曼先進材料研究院）