近日，我校霍夫曼先進材料(liao)研(yan)究(jiu)(jiu)院(yuan)諾(nuo)獎團隊在利(li)用高能同(tong)步輻射對鈣鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子阱(jing)的(de)(de)形成(cheng)(cheng)機理研(yan)究(jiu)(jiu)領域(yu)取(qu)得重要進展：研(yan)究(jiu)(jiu)團隊采用高能掠入(ru)射角(jiao)X射線衍(yan)射實時表征了(le)在三維鈣鈦(tai)礦(kuang)(kuang)表面通過旋涂長鏈有機銨鹽溶(rong)液法所制(zhi)備鈣鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子阱(jing)形成(cheng)(cheng)過程，明確(que)了(le)與長鏈有機銨分子發(fa)生(sheng)反應的(de)(de)反應物(wu)；并通過追蹤反應產(chan)物(wu)在熱退火前(qian)后的(de)(de)晶體(ti)結構演變，探究(jiu)(jiu)了(le)鈣鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子阱(jing)形成(cheng)(cheng)過程的(de)(de)具體(ti)路徑。這一(yi)研(yan)究(jiu)(jiu)成(cheng)(cheng)果發(fa)表在材料(liao)領域(yu)國(guo)際(ji)頂尖期刊《先進材料(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論(lun)文(wen)(wen)第(di)一(yi)作(zuo)者為霍夫曼先進材料(liao)研(yan)究(jiu)(jiu)院(yuan)胡漢林副(fu)教授(shou)，深圳(zhen)職業(ye)技術學(xue)院(yuan)為論(lun)文(wen)(wen)第(di)一(yi)完成(cheng)(cheng)單位。

有(you)機-無機雜(za)化鈣(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)太(tai)陽(yang)能(neng)電池(chi)，因其(qi)優(you)異的(de)(de)(de)(de)光電轉換(huan)效率（經認(ren)證的(de)(de)(de)(de)單(dan)結小面(mian)積(ji)有(you)機-無機雜(za)化鈣(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)太(tai)陽(yang)能(neng)電池(chi)效率已達(da)25.5%）、較(jiao)低的(de)(de)(de)(de)成(cheng)本以(yi)(yi)及優(you)良的(de)(de)(de)(de)力學(xue)(xue)柔性等(deng)特(te)點，在(zai)新能(neng)源領域(yu)展現出了巨大的(de)(de)(de)(de)應(ying)用前景。而基于ABX3傳(chuan)統三維結構的(de)(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)材料(liao)由于自身的(de)(de)(de)(de)離子(zi)(zi)遷移(yi)，以(yi)(yi)及在(zai)外(wai)界光、熱、水(shui)等(deng)因素下很容易被破壞，面(mian)臨著長(chang)期穩定性差的(de)(de)(de)(de)問題，嚴重制(zhi)(zhi)(zhi)約了其(qi)實(shi)際應(ying)用。科學(xue)(xue)工作(zuo)者創新地通過鈣(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)修飾傳(chuan)統的(de)(de)(de)(de)三維鈣(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)方法來制(zhi)(zhi)(zhi)備具(ju)有(you)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)/三維鈣(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)復合(he)結構的(de)(de)(de)(de)太(tai)陽(yang)能(neng)電池(chi)，使得(de)所制(zhi)(zhi)(zhi)備的(de)(de)(de)(de)器(qi)件具(ju)有(you)良好(hao)的(de)(de)(de)(de)耐輻照、耐高(gao)溫和耐濕度(du)特(te)性。現有(you)的(de)(de)(de)(de)報道主要集中(zhong)在(zai)器(qi)件的(de)(de)(de)(de)效率和穩定性，但(dan)對于量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)形成(cheng)機理卻鮮(xian)有(you)報道，尤其(qi)是對在(zai)不同條件下的(de)(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)生(sheng)長(chang)機理并不清楚。

為此，我(wo)校研究(jiu)(jiu)團隊(dui)采用高能(neng)同步輻射(she)掠(lve)入射(she)角X射(she)線衍射(she)實時表征(zheng)了(le)(le)(le)在(zai)三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦表面(mian)通過(guo)旋涂長(chang)鏈有機(ji)銨鹽溶液法(fa)所制(zhi)備(bei)(bei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦量(liang)子阱(jing)形(xing)成(cheng)(cheng)過(guo)程(cheng)，在(zai)了(le)(le)(le)解(jie)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦生(sheng)長(chang)機(ji)理(li)的前提(ti)(ti)下，研究(jiu)(jiu)了(le)(le)(le)不同反應(ying)條件(jian)(jian)對鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦量(liang)子阱(jing)的相純度和(he)取向有序性(xing)(xing)產生(sheng)影響。該(gai)項成(cheng)(cheng)果從(cong)化(hua)(hua)學反應(ying)的機(ji)理(li)上(shang)(shang)確定(ding)(ding)了(le)(le)(le)與長(chang)鏈分子反應(ying)的反應(ying)物，明確了(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦量(liang)子阱(jing)的形(xing)成(cheng)(cheng)機(ji)理(li)，探究(jiu)(jiu)了(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦量(liang)子阱(jing)的調控(kong)與器件(jian)(jian)效(xiao)率(lv)(lv)以(yi)及穩(wen)定(ding)(ding)性(xing)(xing)的本(ben)質聯系，并指出(chu)了(le)(le)(le)有效(xiao)的調控(kong)手段，建立了(le)(le)(le)量(liang)子阱(jing)/三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦復(fu)合(he)結構薄(bo)膜最基礎(chu)理(li)論依據。鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦優越(yue)的材料性(xing)(xing)能(neng)預示著理(li)論上(shang)(shang)它(ta)具備(bei)(bei)打破現有傳統(tong)光伏(fu)格局的能(neng)力，目前科研領域正在(zai)關注單(dan)結鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦電池的轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)(lv)、穩(wen)定(ding)(ding)性(xing)(xing)和(he)降低鉛(qian)污(wu)染，有初創(chuang)企業推出(chu)的單(dan)結組件(jian)(jian)能(neng)量(liang)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)(lv)已超過(guo)17%，接近多晶硅組件(jian)(jian)的轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)(lv)，并且(qie)理(li)論成(cheng)(cheng)本(ben)更低。本(ben)研究(jiu)(jiu)工作針(zhen)對傳統(tong)三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦光伏(fu)器件(jian)(jian)穩(wen)定(ding)(ding)性(xing)(xing)差的特點，從(cong)成(cheng)(cheng)膜機(ji)理(li)上(shang)(shang)提(ti)(ti)出(chu)了(le)(le)(le)量(liang)子阱(jing)/三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦復(fu)合(he)結構的有效(xiao)調控(kong)手段，有望從(cong)根(gen)本(ben)上(shang)(shang)提(ti)(ti)高器件(jian)(jian)的使用壽命，降低器件(jian)(jian)的制(zhi)備(bei)(bei)成(cheng)(cheng)本(ben)，為工業化(hua)(hua)生(sheng)高效(xiao)穩(wen)定(ding)(ding)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦太陽能(neng)電池提(ti)(ti)供了(le)(le)(le)新(xin)的技術途(tu)徑(jing)。

Advanced Materials是材料學科世(shi)界頂尖期刊，在國(guo)際材料領域享(xiang)譽盛名(ming)，當前影響(xiang)因子(zi)27.39。該研究工(gong)作(zuo)受到國(guo)家自然科學基金(jin)委、深圳(zhen)市科創委以(yi)及深圳(zhen)職業技術學院的資助(zhu)。

（霍夫曼先進材(cai)料(liao)研究(jiu)院）