近日，我校(xiao)霍夫曼先(xian)(xian)進材料研(yan)究院諾獎團隊在(zai)利用高能同(tong)步(bu)輻(fu)射(she)(she)對鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)的形(xing)成(cheng)機理研(yan)究領(ling)域取得重要進展：研(yan)究團隊采用高能掠入(ru)射(she)(she)角X射(she)(she)線衍射(she)(she)實時表(biao)征(zheng)了(le)在(zai)三維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)表(biao)面(mian)通過旋涂長鏈有(you)機銨鹽溶液法(fa)所制備鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)形(xing)成(cheng)過程(cheng)，明確了(le)與長鏈有(you)機銨分子(zi)發生反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)的反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)物；并通過追蹤反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)產物在(zai)熱退火前后的晶體結構演變(bian)，探究了(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)形(xing)成(cheng)過程(cheng)的具(ju)體路徑。這一(yi)研(yan)究成(cheng)果發表(biao)在(zai)材料領(ling)域國際頂尖期(qi)刊《先(xian)(xian)進材料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文第一(yi)作者為霍夫曼先(xian)(xian)進材料研(yan)究院胡漢林副教授，深(shen)圳職業技術學院為論文第一(yi)完成(cheng)單位。

有(you)(you)(you)機(ji)(ji)-無機(ji)(ji)雜化鈣鈦(tai)礦(kuang)(kuang)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池，因(yin)其(qi)(qi)優(you)異的(de)(de)(de)光(guang)電(dian)轉換效(xiao)率（經認證的(de)(de)(de)單(dan)結(jie)小面(mian)積有(you)(you)(you)機(ji)(ji)-無機(ji)(ji)雜化鈣鈦(tai)礦(kuang)(kuang)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池效(xiao)率已達(da)25.5%）、較低的(de)(de)(de)成本以(yi)及(ji)優(you)良的(de)(de)(de)力(li)學柔性等特點，在新(xin)能(neng)源領域展現(xian)出(chu)了巨大的(de)(de)(de)應用前景。而基于ABX3傳(chuan)(chuan)統三維(wei)結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)鈣鈦(tai)礦(kuang)(kuang)材料由于自身的(de)(de)(de)離子(zi)遷移(yi)，以(yi)及(ji)在外界光(guang)、熱、水等因(yin)素下(xia)很容易被(bei)破(po)壞，面(mian)臨(lin)著長期穩定(ding)性差的(de)(de)(de)問題(ti)，嚴重制約了其(qi)(qi)實際(ji)應用。科學工作者創新(xin)地通(tong)過(guo)鈣鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)修飾傳(chuan)(chuan)統的(de)(de)(de)三維(wei)鈣鈦(tai)礦(kuang)(kuang)方法來制備具(ju)(ju)有(you)(you)(you)量(liang)子(zi)阱(jing)/三維(wei)鈣鈦(tai)礦(kuang)(kuang)復合(he)結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池，使(shi)得所制備的(de)(de)(de)器(qi)件具(ju)(ju)有(you)(you)(you)良好的(de)(de)(de)耐輻照、耐高溫和耐濕度特性。現(xian)有(you)(you)(you)的(de)(de)(de)報道主要集中在器(qi)件的(de)(de)(de)效(xiao)率和穩定(ding)性，但對于量(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)形成機(ji)(ji)理卻鮮有(you)(you)(you)報道，尤其(qi)(qi)是對在不同(tong)條件下(xia)的(de)(de)(de)鈣鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)生長機(ji)(ji)理并(bing)不清楚(chu)。

為此(ci)，我校研(yan)究(jiu)(jiu)團隊采用(yong)高能(neng)(neng)同(tong)步(bu)輻(fu)射(she)掠入射(she)角X射(she)線(xian)衍射(she)實時表(biao)征了在(zai)三維鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)表(biao)面通過(guo)(guo)旋涂長(chang)鏈(lian)有(you)(you)機(ji)銨鹽溶液法(fa)所制備(bei)(bei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)量子(zi)阱(jing)形(xing)成(cheng)過(guo)(guo)程(cheng)，在(zai)了解鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)生(sheng)長(chang)機(ji)理(li)的(de)(de)(de)(de)前(qian)(qian)提(ti)下，研(yan)究(jiu)(jiu)了不同(tong)反(fan)(fan)應條件對鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)量子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)相純度和(he)取向(xiang)有(you)(you)序(xu)性(xing)產生(sheng)影響。該項成(cheng)果從化(hua)學(xue)反(fan)(fan)應的(de)(de)(de)(de)機(ji)理(li)上確定了與長(chang)鏈(lian)分子(zi)反(fan)(fan)應的(de)(de)(de)(de)反(fan)(fan)應物(wu)，明確了鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)量子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)形(xing)成(cheng)機(ji)理(li)，探究(jiu)(jiu)了鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)量子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)調控與器(qi)(qi)(qi)件效(xiao)(xiao)率以及(ji)穩(wen)定性(xing)的(de)(de)(de)(de)本(ben)(ben)質聯系，并指出了有(you)(you)效(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)(de)調控手段，建立了量子(zi)阱(jing)/三維鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)復合結(jie)構薄膜最基礎理(li)論依據(ju)。鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)優越的(de)(de)(de)(de)材料性(xing)能(neng)(neng)預示(shi)著理(li)論上它具備(bei)(bei)打破現(xian)有(you)(you)傳統光伏格局(ju)的(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)力，目前(qian)(qian)科研(yan)領(ling)域(yu)正在(zai)關注單結(jie)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)電池的(de)(de)(de)(de)轉換(huan)效(xiao)(xiao)率、穩(wen)定性(xing)和(he)降(jiang)低鉛污染，有(you)(you)初創企業(ye)推(tui)出的(de)(de)(de)(de)單結(jie)組(zu)件能(neng)(neng)量轉換(huan)效(xiao)(xiao)率已超過(guo)(guo)17%，接近多晶硅組(zu)件的(de)(de)(de)(de)轉換(huan)效(xiao)(xiao)率，并且(qie)理(li)論成(cheng)本(ben)(ben)更低。本(ben)(ben)研(yan)究(jiu)(jiu)工作針對傳統三維鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)光伏器(qi)(qi)(qi)件穩(wen)定性(xing)差的(de)(de)(de)(de)特點，從成(cheng)膜機(ji)理(li)上提(ti)出了量子(zi)阱(jing)/三維鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)復合結(jie)構的(de)(de)(de)(de)有(you)(you)效(xiao)(xiao)調控手段，有(you)(you)望從根(gen)本(ben)(ben)上提(ti)高器(qi)(qi)(qi)件的(de)(de)(de)(de)使用(yong)壽(shou)命，降(jiang)低器(qi)(qi)(qi)件的(de)(de)(de)(de)制備(bei)(bei)成(cheng)本(ben)(ben)，為工業(ye)化(hua)生(sheng)高效(xiao)(xiao)穩(wen)定鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)太陽能(neng)(neng)電池提(ti)供了新的(de)(de)(de)(de)技術途徑(jing)。

Advanced Materials是材料(liao)學科(ke)世(shi)界頂尖期刊，在(zai)國(guo)際(ji)材料(liao)領域享(xiang)譽盛名，當前影響(xiang)因(yin)子27.39。該研究工作受到國(guo)家自然科(ke)學基金委(wei)、深(shen)圳市科(ke)創委(wei)以及深(shen)圳職業技術學院的資助(zhu)。

（霍(huo)夫曼先進材料研(yan)究院）