近日，我校霍(huo)夫曼(man)先(xian)進材(cai)料研(yan)究院諾獎團隊(dui)在(zai)利用(yong)高能同(tong)步輻(fu)射對鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)量子(zi)阱的形成機(ji)(ji)理研(yan)究領(ling)域(yu)取得重要進展：研(yan)究團隊(dui)采用(yong)高能掠(lve)入射角(jiao)X射線(xian)衍射實時(shi)表征(zheng)了(le)在(zai)三(san)維鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)表面通(tong)(tong)過旋涂長鏈有機(ji)(ji)銨鹽溶(rong)液法所制備鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)量子(zi)阱形成過程，明確了(le)與長鏈有機(ji)(ji)銨分子(zi)發(fa)(fa)生反(fan)應(ying)(ying)的反(fan)應(ying)(ying)物；并通(tong)(tong)過追蹤反(fan)應(ying)(ying)產物在(zai)熱退火前后的晶體(ti)結構演變，探究了(le)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)量子(zi)阱形成過程的具體(ti)路徑(jing)。這一研(yan)究成果發(fa)(fa)表在(zai)材(cai)料領(ling)域(yu)國際頂尖期刊《先(xian)進材(cai)料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上(shang)，論文(wen)第(di)一作(zuo)者為霍(huo)夫曼(man)先(xian)進材(cai)料研(yan)究院胡(hu)漢林(lin)副教授，深圳(zhen)職業技術學院為論文(wen)第(di)一完(wan)成單位。

有(you)機(ji)-無(wu)機(ji)雜(za)(za)化鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)太(tai)陽能電(dian)池(chi)，因其(qi)優異(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)光電(dian)轉換效(xiao)(xiao)率(lv)（經(jing)認證的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)單結小面(mian)積有(you)機(ji)-無(wu)機(ji)雜(za)(za)化鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)太(tai)陽能電(dian)池(chi)效(xiao)(xiao)率(lv)已達25.5%）、較低的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)本以(yi)及(ji)優良(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)力學(xue)柔性(xing)等(deng)特點，在(zai)新(xin)能源領域展現出了巨大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用前景。而(er)基于(yu)ABX3傳(chuan)統三(san)維(wei)結構(gou)(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)材料由于(yu)自身的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)離子(zi)遷移，以(yi)及(ji)在(zai)外界(jie)光、熱、水(shui)等(deng)因素下很容(rong)易被(bei)破壞，面(mian)臨著長(chang)期穩定(ding)性(xing)差的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)問題，嚴重制約了其(qi)實(shi)際應(ying)用。科學(xue)工(gong)作者創新(xin)地通(tong)過鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量子(zi)阱修飾傳(chuan)統的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)三(san)維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)方法(fa)來(lai)制備具(ju)(ju)有(you)量子(zi)阱/三(san)維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復合結構(gou)(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)太(tai)陽能電(dian)池(chi)，使得所(suo)制備的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)器件(jian)具(ju)(ju)有(you)良(liang)好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐輻照、耐高溫和耐濕度特性(xing)。現有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)報道主(zhu)要集中在(zai)器件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)效(xiao)(xiao)率(lv)和穩定(ding)性(xing)，但對(dui)于(yu)量子(zi)阱的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)成(cheng)機(ji)理卻鮮(xian)有(you)報道，尤其(qi)是對(dui)在(zai)不同條件(jian)下的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量子(zi)阱生長(chang)機(ji)理并不清楚。

為(wei)此，我(wo)校研(yan)究團(tuan)隊采用(yong)高能同(tong)步輻射(she)掠入射(she)角X射(she)線衍射(she)實時(shi)表(biao)征了(le)(le)在(zai)三維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)表(biao)面通(tong)過旋(xuan)涂長鏈(lian)有機銨鹽溶(rong)液法(fa)所制備鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)形(xing)成(cheng)過程(cheng)，在(zai)了(le)(le)解鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)生長機理(li)的(de)(de)前提(ti)下(xia)，研(yan)究了(le)(le)不(bu)同(tong)反(fan)(fan)(fan)應(ying)條(tiao)件(jian)(jian)(jian)對鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)相純度和取向有序性(xing)產(chan)生影響。該項(xiang)成(cheng)果從(cong)(cong)化學反(fan)(fan)(fan)應(ying)的(de)(de)機理(li)上(shang)(shang)確定(ding)了(le)(le)與(yu)(yu)長鏈(lian)分(fen)子(zi)(zi)反(fan)(fan)(fan)應(ying)的(de)(de)反(fan)(fan)(fan)應(ying)物，明確了(le)(le)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)形(xing)成(cheng)機理(li)，探究了(le)(le)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)調(diao)控與(yu)(yu)器(qi)件(jian)(jian)(jian)效(xiao)(xiao)率(lv)以(yi)及穩(wen)定(ding)性(xing)的(de)(de)本(ben)(ben)質聯系，并指出了(le)(le)有效(xiao)(xiao)的(de)(de)調(diao)控手段，建立了(le)(le)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)/三維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復(fu)合(he)結構薄(bo)膜最(zui)基礎理(li)論依據。鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)優越的(de)(de)材料性(xing)能預示著理(li)論上(shang)(shang)它具備打破現有傳(chuan)統光伏(fu)格(ge)局的(de)(de)能力，目前科(ke)研(yan)領域正在(zai)關注單結鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)電池(chi)的(de)(de)轉(zhuan)換(huan)(huan)效(xiao)(xiao)率(lv)、穩(wen)定(ding)性(xing)和降低鉛污染，有初創(chuang)企業推出的(de)(de)單結組件(jian)(jian)(jian)能量(liang)(liang)(liang)轉(zhuan)換(huan)(huan)效(xiao)(xiao)率(lv)已(yi)超(chao)過17%，接近多晶硅組件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)轉(zhuan)換(huan)(huan)效(xiao)(xiao)率(lv)，并且(qie)理(li)論成(cheng)本(ben)(ben)更低。本(ben)(ben)研(yan)究工作針對傳(chuan)統三維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)光伏(fu)器(qi)件(jian)(jian)(jian)穩(wen)定(ding)性(xing)差的(de)(de)特點，從(cong)(cong)成(cheng)膜機理(li)上(shang)(shang)提(ti)出了(le)(le)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)/三維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復(fu)合(he)結構的(de)(de)有效(xiao)(xiao)調(diao)控手段，有望(wang)從(cong)(cong)根本(ben)(ben)上(shang)(shang)提(ti)高器(qi)件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)使(shi)用(yong)壽(shou)命，降低器(qi)件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)制備成(cheng)本(ben)(ben)，為(wei)工業化生高效(xiao)(xiao)穩(wen)定(ding)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太陽能電池(chi)提(ti)供了(le)(le)新的(de)(de)技(ji)術途(tu)徑(jing)。

Advanced Materials是(shi)材料學(xue)(xue)科世界頂(ding)尖期(qi)刊，在(zai)國際材料領域(yu)享譽(yu)盛名，當前影響因子27.39。該(gai)研(yan)究(jiu)工作受到國家自然科學(xue)(xue)基金(jin)委、深(shen)圳(zhen)市科創委以(yi)及深(shen)圳(zhen)職業(ye)技術學(xue)(xue)院的資助。

（霍夫(fu)曼先進材料研究院）