近日，我校(xiao)霍夫曼先進(jin)(jin)材料研究(jiu)院諾獎團隊在利用高(gao)能同(tong)步輻射(she)對鈣鈦(tai)(tai)礦量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)形(xing)(xing)成機(ji)理(li)研究(jiu)領域(yu)(yu)取得重要進(jin)(jin)展：研究(jiu)團隊采用高(gao)能掠入射(she)角X射(she)線衍射(she)實時表(biao)征了在三維鈣鈦(tai)(tai)礦表(biao)面通(tong)過(guo)旋涂長(chang)鏈(lian)有(you)機(ji)銨鹽溶(rong)液法(fa)所(suo)制(zhi)備鈣鈦(tai)(tai)礦量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)形(xing)(xing)成過(guo)程，明確了與長(chang)鏈(lian)有(you)機(ji)銨分子(zi)(zi)發生(sheng)反(fan)(fan)應(ying)的(de)(de)反(fan)(fan)應(ying)物(wu)；并通(tong)過(guo)追蹤反(fan)(fan)應(ying)產物(wu)在熱退火前(qian)后的(de)(de)晶體(ti)結(jie)構(gou)演(yan)變，探(tan)究(jiu)了鈣鈦(tai)(tai)礦量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)形(xing)(xing)成過(guo)程的(de)(de)具體(ti)路(lu)徑。這一(yi)(yi)研究(jiu)成果發表(biao)在材料領域(yu)(yu)國際頂尖期刊《先進(jin)(jin)材料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論(lun)文第一(yi)(yi)作者為(wei)霍夫曼先進(jin)(jin)材料研究(jiu)院胡漢(han)林副教授(shou)，深(shen)圳職(zhi)業技術學院為(wei)論(lun)文第一(yi)(yi)完成單(dan)位(wei)。

有(you)機-無機雜化鈣鈦(tai)礦(kuang)(kuang)太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)電(dian)池，因(yin)其(qi)優異的(de)(de)(de)光電(dian)轉換效率（經認證的(de)(de)(de)單結小面積有(you)機-無機雜化鈣鈦(tai)礦(kuang)(kuang)太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)電(dian)池效率已(yi)達(da)25.5%）、較低的(de)(de)(de)成本以及優良的(de)(de)(de)力(li)學柔性(xing)等(deng)特(te)點，在(zai)新(xin)能(neng)(neng)源(yuan)領(ling)域展現出了巨大的(de)(de)(de)應用前景。而基于ABX3傳(chuan)統三維結構的(de)(de)(de)鈣鈦(tai)礦(kuang)(kuang)材料(liao)由于自身的(de)(de)(de)離子(zi)(zi)遷(qian)移，以及在(zai)外(wai)界光、熱、水等(deng)因(yin)素下(xia)很(hen)容(rong)易被破壞，面臨著長期穩(wen)定性(xing)差(cha)的(de)(de)(de)問題，嚴重制(zhi)約了其(qi)實際應用。科學工作(zuo)者創新(xin)地通過(guo)鈣鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱修飾傳(chuan)統的(de)(de)(de)三維鈣鈦(tai)礦(kuang)(kuang)方(fang)法來制(zhi)備具有(you)量(liang)子(zi)(zi)阱/三維鈣鈦(tai)礦(kuang)(kuang)復合(he)結構的(de)(de)(de)太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)電(dian)池，使(shi)得所(suo)制(zhi)備的(de)(de)(de)器件(jian)具有(you)良好的(de)(de)(de)耐(nai)輻照、耐(nai)高(gao)溫(wen)和耐(nai)濕度特(te)性(xing)。現有(you)的(de)(de)(de)報道主(zhu)要集中在(zai)器件(jian)的(de)(de)(de)效率和穩(wen)定性(xing)，但對(dui)于量(liang)子(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)形(xing)成機理卻鮮(xian)有(you)報道，尤其(qi)是對(dui)在(zai)不(bu)同條件(jian)下(xia)的(de)(de)(de)鈣鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱生長機理并不(bu)清楚。

為(wei)此，我校研究(jiu)團隊(dui)采用(yong)高(gao)能(neng)(neng)(neng)同步輻射(she)掠入射(she)角X射(she)線衍(yan)射(she)實時表征(zheng)了(le)(le)(le)在三(san)(san)維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)表面(mian)通過(guo)(guo)旋涂(tu)長(chang)鏈(lian)(lian)有(you)機(ji)銨鹽溶液法所制(zhi)備(bei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)形成(cheng)(cheng)過(guo)(guo)程，在了(le)(le)(le)解(jie)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)生長(chang)機(ji)理(li)的(de)前提(ti)(ti)下，研究(jiu)了(le)(le)(le)不同反(fan)應條(tiao)件(jian)(jian)對鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)的(de)相純度和取向有(you)序(xu)性(xing)(xing)(xing)產生影(ying)響。該項(xiang)成(cheng)(cheng)果從化(hua)學(xue)反(fan)應的(de)機(ji)理(li)上(shang)(shang)確(que)定(ding)了(le)(le)(le)與長(chang)鏈(lian)(lian)分子(zi)反(fan)應的(de)反(fan)應物，明(ming)確(que)了(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)的(de)形成(cheng)(cheng)機(ji)理(li)，探究(jiu)了(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)的(de)調控與器(qi)件(jian)(jian)效(xiao)(xiao)率以及穩定(ding)性(xing)(xing)(xing)的(de)本(ben)質聯系，并指出(chu)了(le)(le)(le)有(you)效(xiao)(xiao)的(de)調控手(shou)段，建立(li)了(le)(le)(le)量子(zi)阱(jing)/三(san)(san)維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復合結構薄膜最基礎(chu)理(li)論依(yi)據。鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)優越的(de)材(cai)料性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)預(yu)示著理(li)論上(shang)(shang)它具備(bei)打破現(xian)有(you)傳統(tong)光伏格(ge)局(ju)的(de)能(neng)(neng)(neng)力(li)，目(mu)前科研領域(yu)正在關注單(dan)結鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)電(dian)池(chi)的(de)轉換(huan)效(xiao)(xiao)率、穩定(ding)性(xing)(xing)(xing)和降低鉛(qian)污染，有(you)初(chu)創(chuang)企業推出(chu)的(de)單(dan)結組(zu)件(jian)(jian)能(neng)(neng)(neng)量轉換(huan)效(xiao)(xiao)率已超(chao)過(guo)(guo)17%，接近多晶硅組(zu)件(jian)(jian)的(de)轉換(huan)效(xiao)(xiao)率，并且理(li)論成(cheng)(cheng)本(ben)更(geng)低。本(ben)研究(jiu)工(gong)(gong)作針對傳統(tong)三(san)(san)維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)光伏器(qi)件(jian)(jian)穩定(ding)性(xing)(xing)(xing)差(cha)的(de)特點，從成(cheng)(cheng)膜機(ji)理(li)上(shang)(shang)提(ti)(ti)出(chu)了(le)(le)(le)量子(zi)阱(jing)/三(san)(san)維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復合結構的(de)有(you)效(xiao)(xiao)調控手(shou)段，有(you)望從根本(ben)上(shang)(shang)提(ti)(ti)高(gao)器(qi)件(jian)(jian)的(de)使用(yong)壽命，降低器(qi)件(jian)(jian)的(de)制(zhi)備(bei)成(cheng)(cheng)本(ben)，為(wei)工(gong)(gong)業化(hua)生高(gao)效(xiao)(xiao)穩定(ding)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太陽能(neng)(neng)(neng)電(dian)池(chi)提(ti)(ti)供了(le)(le)(le)新的(de)技術(shu)途徑。

Advanced Materials是材料(liao)學科世界頂尖(jian)期刊(kan)，在(zai)國際材料(liao)領域享譽盛名，當(dang)前(qian)影響因(yin)子27.39。該研(yan)究工(gong)作受到國家自然科學基(ji)金委、深圳市科創委以及(ji)深圳職(zhi)業技術(shu)學院(yuan)的(de)資助。

（霍夫(fu)曼(man)先進材料(liao)研(yan)究院）