近日，我校霍夫(fu)曼先(xian)(xian)進材(cai)料(liao)研(yan)究院(yuan)諾獎團(tuan)隊(dui)在(zai)利用高能(neng)同步(bu)輻射對(dui)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)阱的(de)形(xing)成(cheng)(cheng)機理(li)研(yan)究領(ling)域取得重要進展：研(yan)究團(tuan)隊(dui)采用高能(neng)掠入射角X射線衍(yan)射實(shi)時表征了(le)在(zai)三維鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)表面(mian)通(tong)過(guo)(guo)旋涂(tu)長鏈(lian)(lian)有(you)機銨鹽(yan)溶液法所(suo)制備(bei)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)阱形(xing)成(cheng)(cheng)過(guo)(guo)程，明確了(le)與長鏈(lian)(lian)有(you)機銨分子(zi)發生反應的(de)反應物(wu)；并通(tong)過(guo)(guo)追(zhui)蹤反應產(chan)物(wu)在(zai)熱(re)退火(huo)前(qian)后的(de)晶體(ti)結構(gou)演變(bian)，探究了(le)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)阱形(xing)成(cheng)(cheng)過(guo)(guo)程的(de)具體(ti)路徑。這(zhe)一研(yan)究成(cheng)(cheng)果發表在(zai)材(cai)料(liao)領(ling)域國際頂尖期刊《先(xian)(xian)進材(cai)料(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上(shang)，論文第一作者為(wei)霍夫(fu)曼先(xian)(xian)進材(cai)料(liao)研(yan)究院(yuan)胡漢林副教(jiao)授，深圳職業技術學院(yuan)為(wei)論文第一完(wan)成(cheng)(cheng)單位。

有(you)機(ji)-無機(ji)雜化(hua)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦太陽(yang)(yang)能(neng)(neng)電(dian)池(chi)，因其優異(yi)的(de)(de)光電(dian)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)（經認證的(de)(de)單結小面(mian)積(ji)有(you)機(ji)-無機(ji)雜化(hua)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦太陽(yang)(yang)能(neng)(neng)電(dian)池(chi)效(xiao)率(lv)已達(da)25.5%）、較(jiao)低的(de)(de)成本以及優良的(de)(de)力學柔性(xing)等(deng)特(te)點，在新能(neng)(neng)源領域展現出了巨大的(de)(de)應用前(qian)景。而基于(yu)ABX3傳統(tong)三維(wei)結構(gou)的(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦材料由(you)于(yu)自身(shen)的(de)(de)離子(zi)遷(qian)移(yi)，以及在外(wai)界(jie)光、熱、水(shui)等(deng)因素(su)下很容易被破壞(huai)，面(mian)臨著長期穩(wen)定性(xing)差的(de)(de)問題(ti)，嚴重制(zhi)約了其實際應用。科學工作者創新地通過鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦量(liang)子(zi)阱修(xiu)飾傳統(tong)的(de)(de)三維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦方法來制(zhi)備具有(you)量(liang)子(zi)阱/三維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦復合結構(gou)的(de)(de)太陽(yang)(yang)能(neng)(neng)電(dian)池(chi)，使(shi)得(de)所制(zhi)備的(de)(de)器件具有(you)良好的(de)(de)耐(nai)輻照、耐(nai)高溫和(he)(he)耐(nai)濕度特(te)性(xing)。現有(you)的(de)(de)報(bao)道主要(yao)集中在器件的(de)(de)效(xiao)率(lv)和(he)(he)穩(wen)定性(xing)，但對(dui)于(yu)量(liang)子(zi)阱的(de)(de)形成機(ji)理卻鮮(xian)有(you)報(bao)道，尤其是對(dui)在不(bu)同(tong)條件下的(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦量(liang)子(zi)阱生(sheng)長機(ji)理并(bing)不(bu)清(qing)楚。

為此，我校研(yan)究團隊采用高(gao)能(neng)(neng)同步輻射(she)掠入(ru)射(she)角(jiao)X射(she)線衍(yan)射(she)實時(shi)表征了(le)(le)(le)(le)在三維(wei)(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)表面通過(guo)(guo)旋涂長鏈有機(ji)(ji)銨鹽溶液法所制(zhi)備鈣(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)形成過(guo)(guo)程，在了(le)(le)(le)(le)解鈣(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)生長機(ji)(ji)理(li)的(de)(de)(de)(de)前提下(xia)，研(yan)究了(le)(le)(le)(le)不同反(fan)(fan)應條(tiao)件對鈣(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)相(xiang)純度(du)和取向有序(xu)性(xing)(xing)(xing)產生影響。該(gai)項成果(guo)從化(hua)學反(fan)(fan)應的(de)(de)(de)(de)機(ji)(ji)理(li)上(shang)確定(ding)了(le)(le)(le)(le)與長鏈分子(zi)反(fan)(fan)應的(de)(de)(de)(de)反(fan)(fan)應物，明確了(le)(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)形成機(ji)(ji)理(li)，探究了(le)(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)調控與器件效(xiao)率以及穩定(ding)性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)本(ben)質聯系，并指出(chu)了(le)(le)(le)(le)有效(xiao)的(de)(de)(de)(de)調控手(shou)段(duan)，建立了(le)(le)(le)(le)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)/三維(wei)(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)復(fu)合結(jie)(jie)構(gou)薄膜(mo)最基礎理(li)論(lun)(lun)依據。鈣(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)優越的(de)(de)(de)(de)材料性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)預示(shi)著理(li)論(lun)(lun)上(shang)它具備打(da)破(po)現(xian)有傳統(tong)光(guang)伏(fu)(fu)格(ge)局的(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)力，目前科研(yan)領域正在關注(zhu)單結(jie)(jie)鈣(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)電池(chi)的(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)換效(xiao)率、穩定(ding)性(xing)(xing)(xing)和降低(di)鉛污染，有初創(chuang)企業(ye)推(tui)出(chu)的(de)(de)(de)(de)單結(jie)(jie)組件能(neng)(neng)量(liang)(liang)轉(zhuan)(zhuan)換效(xiao)率已超過(guo)(guo)17%，接近多晶(jing)硅組件的(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)換效(xiao)率，并且理(li)論(lun)(lun)成本(ben)更(geng)低(di)。本(ben)研(yan)究工(gong)作針對傳統(tong)三維(wei)(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)光(guang)伏(fu)(fu)器件穩定(ding)性(xing)(xing)(xing)差的(de)(de)(de)(de)特點(dian)，從成膜(mo)機(ji)(ji)理(li)上(shang)提出(chu)了(le)(le)(le)(le)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)/三維(wei)(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)復(fu)合結(jie)(jie)構(gou)的(de)(de)(de)(de)有效(xiao)調控手(shou)段(duan)，有望從根本(ben)上(shang)提高(gao)器件的(de)(de)(de)(de)使用壽(shou)命，降低(di)器件的(de)(de)(de)(de)制(zhi)備成本(ben)，為工(gong)業(ye)化(hua)生高(gao)效(xiao)穩定(ding)鈣(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)太(tai)陽能(neng)(neng)電池(chi)提供了(le)(le)(le)(le)新的(de)(de)(de)(de)技術途徑。

Advanced Materials是材料(liao)學科世界(jie)頂尖期刊，在國(guo)際材料(liao)領(ling)域享譽(yu)盛名，當前影響因子27.39。該研(yan)究(jiu)工作受到國(guo)家(jia)自然科學基金委、深圳(zhen)市科創(chuang)委以及(ji)深圳(zhen)職業技術學院(yuan)的(de)資助。

（霍夫曼先進材(cai)料研究院）