近日，我校霍夫曼先進(jin)材(cai)料研(yan)究(jiu)院諾獎團隊(dui)在利(li)用(yong)(yong)高能同步輻射(she)對(dui)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)阱的(de)形成(cheng)機理研(yan)究(jiu)領(ling)域(yu)取(qu)得(de)重要進(jin)展(zhan)：研(yan)究(jiu)團隊(dui)采用(yong)(yong)高能掠入射(she)角X射(she)線衍射(she)實時(shi)表(biao)征了(le)在三(san)維(wei)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)表(biao)面通(tong)過旋涂長鏈有機銨(an)鹽溶液法所制備鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)阱形成(cheng)過程(cheng)，明確了(le)與長鏈有機銨(an)分子(zi)發(fa)生反應的(de)反應物；并通(tong)過追蹤反應產物在熱退火前后的(de)晶體(ti)結構演變(bian)，探究(jiu)了(le)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)阱形成(cheng)過程(cheng)的(de)具(ju)體(ti)路徑。這一研(yan)究(jiu)成(cheng)果發(fa)表(biao)在材(cai)料領(ling)域(yu)國際(ji)頂尖(jian)期刊《先進(jin)材(cai)料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論(lun)文(wen)第一作者為霍夫曼先進(jin)材(cai)料研(yan)究(jiu)院胡漢林(lin)副教授，深圳職業技術學院為論(lun)文(wen)第一完成(cheng)單位(wei)。

有(you)機(ji)(ji)-無機(ji)(ji)雜化鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)太(tai)陽(yang)(yang)能電(dian)池，因(yin)其(qi)(qi)優(you)異(yi)的(de)(de)光電(dian)轉換效率（經認證的(de)(de)單結小面(mian)積有(you)機(ji)(ji)-無機(ji)(ji)雜化鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)太(tai)陽(yang)(yang)能電(dian)池效率已達25.5%）、較低(di)的(de)(de)成本以(yi)及優(you)良的(de)(de)力學柔性(xing)等特點(dian)，在新能源領域展現出了巨大(da)的(de)(de)應用前景。而(er)基于(yu)ABX3傳統(tong)三(san)維結構(gou)的(de)(de)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)材料由(you)于(yu)自身的(de)(de)離子(zi)(zi)(zi)遷移，以(yi)及在外(wai)界(jie)光、熱、水等因(yin)素(su)下(xia)很容易被破壞，面(mian)臨著長期(qi)穩定(ding)(ding)性(xing)差的(de)(de)問題(ti)，嚴重制約了其(qi)(qi)實際應用。科學工(gong)作者創(chuang)新地通(tong)過鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱修飾傳統(tong)的(de)(de)三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)方法來制備具有(you)量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱/三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)復合結構(gou)的(de)(de)太(tai)陽(yang)(yang)能電(dian)池，使得所(suo)制備的(de)(de)器(qi)(qi)件(jian)具有(you)良好(hao)的(de)(de)耐(nai)(nai)輻照(zhao)、耐(nai)(nai)高溫(wen)和耐(nai)(nai)濕度特性(xing)。現有(you)的(de)(de)報道(dao)主要集中(zhong)在器(qi)(qi)件(jian)的(de)(de)效率和穩定(ding)(ding)性(xing)，但對于(yu)量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱的(de)(de)形成機(ji)(ji)理(li)卻鮮有(you)報道(dao)，尤其(qi)(qi)是對在不(bu)同條件(jian)下(xia)的(de)(de)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱生長機(ji)(ji)理(li)并不(bu)清楚。

為(wei)此，我校研究團(tuan)隊采用高能(neng)(neng)同步輻射掠入射角(jiao)X射線衍射實時表(biao)征了(le)(le)在(zai)三(san)維(wei)(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)表(biao)面(mian)通過(guo)旋涂長(chang)鏈有(you)(you)(you)機銨鹽(yan)溶液(ye)法所(suo)制備(bei)(bei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)形(xing)成過(guo)程，在(zai)了(le)(le)解鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)生(sheng)長(chang)機理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)前提下(xia)，研究了(le)(le)不同反(fan)(fan)應(ying)(ying)條件(jian)對鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)相純度和取向有(you)(you)(you)序性(xing)(xing)產生(sheng)影(ying)響。該項成果從(cong)(cong)化學反(fan)(fan)應(ying)(ying)的(de)(de)(de)(de)機理(li)(li)上確(que)定(ding)(ding)了(le)(le)與長(chang)鏈分子(zi)反(fan)(fan)應(ying)(ying)的(de)(de)(de)(de)反(fan)(fan)應(ying)(ying)物(wu)，明確(que)了(le)(le)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)形(xing)成機理(li)(li)，探究了(le)(le)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)調控(kong)(kong)與器件(jian)效(xiao)(xiao)率(lv)以及穩(wen)定(ding)(ding)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)本(ben)質聯系，并(bing)指出(chu)了(le)(le)有(you)(you)(you)效(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)(de)調控(kong)(kong)手(shou)段(duan)，建(jian)立了(le)(le)量子(zi)阱(jing)/三(san)維(wei)(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復(fu)合(he)(he)結構薄(bo)膜最基礎(chu)理(li)(li)論依據。鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)優越的(de)(de)(de)(de)材料性(xing)(xing)能(neng)(neng)預示著理(li)(li)論上它具備(bei)(bei)打破現有(you)(you)(you)傳(chuan)統光伏格(ge)局的(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)力，目前科研領域正在(zai)關注單(dan)結鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)電池的(de)(de)(de)(de)轉換效(xiao)(xiao)率(lv)、穩(wen)定(ding)(ding)性(xing)(xing)和降低(di)鉛(qian)污染，有(you)(you)(you)初創企業推出(chu)的(de)(de)(de)(de)單(dan)結組(zu)件(jian)能(neng)(neng)量轉換效(xiao)(xiao)率(lv)已超過(guo)17%，接近多晶硅組(zu)件(jian)的(de)(de)(de)(de)轉換效(xiao)(xiao)率(lv)，并(bing)且理(li)(li)論成本(ben)更低(di)。本(ben)研究工(gong)作針對傳(chuan)統三(san)維(wei)(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)光伏器件(jian)穩(wen)定(ding)(ding)性(xing)(xing)差(cha)的(de)(de)(de)(de)特點(dian)，從(cong)(cong)成膜機理(li)(li)上提出(chu)了(le)(le)量子(zi)阱(jing)/三(san)維(wei)(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復(fu)合(he)(he)結構的(de)(de)(de)(de)有(you)(you)(you)效(xiao)(xiao)調控(kong)(kong)手(shou)段(duan)，有(you)(you)(you)望從(cong)(cong)根本(ben)上提高器件(jian)的(de)(de)(de)(de)使用壽命(ming)，降低(di)器件(jian)的(de)(de)(de)(de)制備(bei)(bei)成本(ben)，為(wei)工(gong)業化生(sheng)高效(xiao)(xiao)穩(wen)定(ding)(ding)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)太陽(yang)能(neng)(neng)電池提供了(le)(le)新的(de)(de)(de)(de)技術(shu)途徑。

Advanced Materials是(shi)材料學(xue)科世界頂尖期刊，在(zai)國際材料領域(yu)享譽盛(sheng)名(ming)，當(dang)前影響因子27.39。該研究工作受(shou)到國家自(zi)然科學(xue)基金委、深圳市科創委以及深圳職業(ye)技術(shu)學(xue)院的資助。

（霍夫曼先進材(cai)料(liao)研究院(yuan)）