近日，我校霍夫曼先進材(cai)(cai)料研究(jiu)院諾(nuo)獎團隊在(zai)利(li)用高能(neng)同步(bu)輻射(she)對鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦量(liang)子阱(jing)的(de)形成(cheng)(cheng)機理研究(jiu)領域取得重要進展(zhan)：研究(jiu)團隊采用高能(neng)掠入射(she)角X射(she)線(xian)衍射(she)實時(shi)表(biao)征了(le)(le)在(zai)三維鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦表(biao)面通(tong)過旋涂(tu)長鏈有機銨鹽溶液法所制備鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦量(liang)子阱(jing)形成(cheng)(cheng)過程(cheng)，明確了(le)(le)與長鏈有機銨分子發生反應的(de)反應物；并通(tong)過追蹤反應產物在(zai)熱(re)退火前(qian)后的(de)晶體(ti)結構演變，探究(jiu)了(le)(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦量(liang)子阱(jing)形成(cheng)(cheng)過程(cheng)的(de)具體(ti)路(lu)徑(jing)。這(zhe)一(yi)研究(jiu)成(cheng)(cheng)果發表(biao)在(zai)材(cai)(cai)料領域國際頂尖期刊《先進材(cai)(cai)料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論(lun)文第一(yi)作(zuo)者為霍夫曼先進材(cai)(cai)料研究(jiu)院胡漢林副教授，深(shen)圳職業(ye)技術(shu)學院為論(lun)文第一(yi)完成(cheng)(cheng)單位(wei)。

有(you)機(ji)-無(wu)機(ji)雜(za)化鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)太(tai)(tai)陽(yang)能電池(chi)，因其(qi)優(you)異(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光電轉換效率（經認證的(de)(de)(de)(de)(de)(de)單結小面積有(you)機(ji)-無(wu)機(ji)雜(za)化鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)太(tai)(tai)陽(yang)能電池(chi)效率已達25.5%）、較低的(de)(de)(de)(de)(de)(de)成本(ben)以及優(you)良的(de)(de)(de)(de)(de)(de)力學柔性(xing)(xing)(xing)等特(te)點，在新(xin)能源領域展(zhan)現(xian)出了(le)巨大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)應用前(qian)景。而基于(yu)ABX3傳(chuan)統三維結構的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)材(cai)料由于(yu)自身的(de)(de)(de)(de)(de)(de)離子(zi)(zi)(zi)遷移，以及在外界光、熱、水等因素下(xia)很容易被(bei)破壞，面臨著長期穩定性(xing)(xing)(xing)差的(de)(de)(de)(de)(de)(de)問題，嚴重(zhong)制(zhi)約了(le)其(qi)實(shi)際應用。科學工(gong)作者創(chuang)新(xin)地通過(guo)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱修飾傳(chuan)統的(de)(de)(de)(de)(de)(de)三維鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)方(fang)法來制(zhi)備具(ju)有(you)量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱/三維鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)復(fu)合(he)結構的(de)(de)(de)(de)(de)(de)太(tai)(tai)陽(yang)能電池(chi)，使得所制(zhi)備的(de)(de)(de)(de)(de)(de)器(qi)件具(ju)有(you)良好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐輻照、耐高溫和耐濕(shi)度(du)特(te)性(xing)(xing)(xing)。現(xian)有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)報(bao)(bao)道(dao)主(zhu)要集中在器(qi)件的(de)(de)(de)(de)(de)(de)效率和穩定性(xing)(xing)(xing)，但對(dui)(dui)于(yu)量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)成機(ji)理卻鮮有(you)報(bao)(bao)道(dao)，尤其(qi)是對(dui)(dui)在不(bu)同條件下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱生長機(ji)理并不(bu)清楚。

為此(ci)，我(wo)校研(yan)(yan)究團隊采用(yong)高(gao)(gao)(gao)能(neng)同步輻射(she)(she)掠入射(she)(she)角X射(she)(she)線衍射(she)(she)實時表征了(le)(le)(le)(le)(le)在(zai)三(san)(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)表面通過(guo)(guo)旋涂長鏈(lian)有(you)(you)(you)(you)(you)機(ji)(ji)銨鹽(yan)溶液法所(suo)制備鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量子(zi)(zi)阱(jing)形成(cheng)(cheng)過(guo)(guo)程(cheng)，在(zai)了(le)(le)(le)(le)(le)解(jie)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)生長機(ji)(ji)理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)前提(ti)下，研(yan)(yan)究了(le)(le)(le)(le)(le)不同反應條件對鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量子(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)相純度和(he)取(qu)向有(you)(you)(you)(you)(you)序性(xing)產生影(ying)響。該(gai)項成(cheng)(cheng)果從化學(xue)反應的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)(ji)理(li)上(shang)(shang)(shang)確(que)定(ding)(ding)了(le)(le)(le)(le)(le)與長鏈(lian)分子(zi)(zi)反應的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)反應物，明確(que)了(le)(le)(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量子(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)形成(cheng)(cheng)機(ji)(ji)理(li)，探究了(le)(le)(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量子(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)調(diao)控(kong)與器(qi)件效(xiao)率(lv)以及穩(wen)(wen)定(ding)(ding)性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)本(ben)質聯系，并指出了(le)(le)(le)(le)(le)有(you)(you)(you)(you)(you)效(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)調(diao)控(kong)手段(duan)，建立(li)了(le)(le)(le)(le)(le)量子(zi)(zi)阱(jing)/三(san)(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復(fu)合結構薄膜最基礎理(li)論依據。鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)優越的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)材料性(xing)能(neng)預示著理(li)論上(shang)(shang)(shang)它具(ju)備打(da)破現有(you)(you)(you)(you)(you)傳統光伏(fu)格局的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)力，目前科研(yan)(yan)領域正在(zai)關(guan)注(zhu)單(dan)結鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)電池(chi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)轉換(huan)效(xiao)率(lv)、穩(wen)(wen)定(ding)(ding)性(xing)和(he)降(jiang)低鉛污染，有(you)(you)(you)(you)(you)初創企業(ye)推出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)單(dan)結組件能(neng)量轉換(huan)效(xiao)率(lv)已超(chao)過(guo)(guo)17%，接(jie)近(jin)多晶(jing)硅組件的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)轉換(huan)效(xiao)率(lv)，并且理(li)論成(cheng)(cheng)本(ben)更(geng)低。本(ben)研(yan)(yan)究工作針對傳統三(san)(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)光伏(fu)器(qi)件穩(wen)(wen)定(ding)(ding)性(xing)差(cha)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)特點，從成(cheng)(cheng)膜機(ji)(ji)理(li)上(shang)(shang)(shang)提(ti)出了(le)(le)(le)(le)(le)量子(zi)(zi)阱(jing)/三(san)(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復(fu)合結構的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)有(you)(you)(you)(you)(you)效(xiao)調(diao)控(kong)手段(duan)，有(you)(you)(you)(you)(you)望從根本(ben)上(shang)(shang)(shang)提(ti)高(gao)(gao)(gao)器(qi)件的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)使用(yong)壽命，降(jiang)低器(qi)件的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)制備成(cheng)(cheng)本(ben)，為工業(ye)化生高(gao)(gao)(gao)效(xiao)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)太陽能(neng)電池(chi)提(ti)供了(le)(le)(le)(le)(le)新(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)技術途徑。

Advanced Materials是材料(liao)學(xue)科(ke)世界頂尖期刊(kan)，在(zai)國際材料(liao)領域享譽盛名，當前影響因子27.39。該研究工作受到(dao)國家自然科(ke)學(xue)基金委、深圳(zhen)市科(ke)創委以(yi)及(ji)深圳(zhen)職(zhi)業(ye)技術學(xue)院的資助。

（霍夫曼先進(jin)材料研究院）