近日，我校霍夫(fu)曼(man)先(xian)進(jin)材(cai)料(liao)研究院諾獎團(tuan)隊在(zai)(zai)利用(yong)高能同(tong)步輻射(she)(she)對鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)量子阱(jing)的形(xing)成機理研究領域(yu)取得(de)重(zhong)要進(jin)展：研究團(tuan)隊采(cai)用(yong)高能掠入射(she)(she)角(jiao)X射(she)(she)線衍射(she)(she)實(shi)時表(biao)征(zheng)了在(zai)(zai)三維鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)表(biao)面通(tong)過(guo)(guo)旋涂長鏈有(you)機銨鹽溶液法所(suo)制(zhi)備鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)量子阱(jing)形(xing)成過(guo)(guo)程，明(ming)確了與長鏈有(you)機銨分子發生反(fan)應(ying)(ying)的反(fan)應(ying)(ying)物(wu)；并通(tong)過(guo)(guo)追蹤反(fan)應(ying)(ying)產物(wu)在(zai)(zai)熱退火前后的晶體結構演變，探究了鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)量子阱(jing)形(xing)成過(guo)(guo)程的具(ju)體路徑。這一(yi)研究成果發表(biao)在(zai)(zai)材(cai)料(liao)領域(yu)國際頂尖期刊《先(xian)進(jin)材(cai)料(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論(lun)文(wen)第一(yi)作者為霍夫(fu)曼(man)先(xian)進(jin)材(cai)料(liao)研究院胡漢林(lin)副教授，深圳職業技術(shu)學院為論(lun)文(wen)第一(yi)完成單位。

有機(ji)-無(wu)機(ji)雜(za)化(hua)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太陽能(neng)電(dian)池，因其優異的光電(dian)轉換效率(lv)（經認證的單結小面(mian)積有機(ji)-無(wu)機(ji)雜(za)化(hua)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太陽能(neng)電(dian)池效率(lv)已(yi)達25.5%）、較低(di)的成本以(yi)及(ji)(ji)優良的力學柔性等特點，在(zai)新能(neng)源領域(yu)展現(xian)(xian)出了(le)巨大的應用前景(jing)。而(er)基于(yu)ABX3傳(chuan)統(tong)三(san)維(wei)結構的鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)材料由于(yu)自身的離子遷移，以(yi)及(ji)(ji)在(zai)外界(jie)光、熱、水(shui)等因素(su)下(xia)很容(rong)易被破壞，面(mian)臨著長(chang)(chang)期穩(wen)定性差(cha)的問題，嚴重制約了(le)其實際應用。科(ke)學工作者創新地通過(guo)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子阱(jing)(jing)修飾傳(chuan)統(tong)的三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)方(fang)法來(lai)制備具有量子阱(jing)(jing)/三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復合(he)結構的太陽能(neng)電(dian)池，使得(de)所(suo)制備的器件(jian)具有良好(hao)的耐輻照、耐高(gao)溫(wen)和(he)耐濕度特性。現(xian)(xian)有的報(bao)道主要集(ji)中(zhong)在(zai)器件(jian)的效率(lv)和(he)穩(wen)定性，但對于(yu)量子阱(jing)(jing)的形成機(ji)理卻鮮有報(bao)道，尤其是對在(zai)不同條件(jian)下(xia)的鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子阱(jing)(jing)生長(chang)(chang)機(ji)理并不清楚。

為(wei)此，我校研(yan)究(jiu)團隊采用高能(neng)(neng)同(tong)步輻射(she)(she)掠入射(she)(she)角X射(she)(she)線衍射(she)(she)實時表征(zheng)了(le)在三維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)表面通過(guo)旋(xuan)涂(tu)長鏈有(you)(you)機(ji)(ji)銨鹽溶液(ye)法所制(zhi)(zhi)備鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)形成(cheng)過(guo)程，在了(le)解鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)生長機(ji)(ji)理(li)的(de)(de)(de)前(qian)提下，研(yan)究(jiu)了(le)不(bu)同(tong)反應條件(jian)對鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)相純度和取(qu)向有(you)(you)序(xu)性(xing)(xing)產生影響。該項成(cheng)果從(cong)(cong)化學(xue)反應的(de)(de)(de)機(ji)(ji)理(li)上(shang)(shang)確(que)定(ding)了(le)與長鏈分子(zi)反應的(de)(de)(de)反應物，明確(que)了(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)形成(cheng)機(ji)(ji)理(li)，探究(jiu)了(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)調控與器件(jian)效(xiao)(xiao)率(lv)以及穩定(ding)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)本(ben)質(zhi)聯系，并指出了(le)有(you)(you)效(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)調控手(shou)段，建立(li)了(le)量子(zi)阱(jing)/三維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復合(he)結(jie)構(gou)薄(bo)膜最(zui)基(ji)礎(chu)理(li)論依據。鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)優越的(de)(de)(de)材料(liao)性(xing)(xing)能(neng)(neng)預示著理(li)論上(shang)(shang)它具備打(da)破現有(you)(you)傳統(tong)光伏格局的(de)(de)(de)能(neng)(neng)力(li)，目前(qian)科研(yan)領域正在關注單(dan)結(jie)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)電池(chi)的(de)(de)(de)轉換(huan)效(xiao)(xiao)率(lv)、穩定(ding)性(xing)(xing)和降(jiang)低鉛污染，有(you)(you)初創企業推出的(de)(de)(de)單(dan)結(jie)組件(jian)能(neng)(neng)量轉換(huan)效(xiao)(xiao)率(lv)已(yi)超過(guo)17%，接近(jin)多晶硅組件(jian)的(de)(de)(de)轉換(huan)效(xiao)(xiao)率(lv)，并且理(li)論成(cheng)本(ben)更低。本(ben)研(yan)究(jiu)工作針對傳統(tong)三維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)光伏器件(jian)穩定(ding)性(xing)(xing)差的(de)(de)(de)特(te)點，從(cong)(cong)成(cheng)膜機(ji)(ji)理(li)上(shang)(shang)提出了(le)量子(zi)阱(jing)/三維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復合(he)結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)有(you)(you)效(xiao)(xiao)調控手(shou)段，有(you)(you)望從(cong)(cong)根(gen)本(ben)上(shang)(shang)提高器件(jian)的(de)(de)(de)使用壽(shou)命，降(jiang)低器件(jian)的(de)(de)(de)制(zhi)(zhi)備成(cheng)本(ben)，為(wei)工業化生高效(xiao)(xiao)穩定(ding)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)太陽(yang)能(neng)(neng)電池(chi)提供了(le)新的(de)(de)(de)技(ji)術(shu)途徑。

Advanced Materials是(shi)材料(liao)學(xue)科(ke)世界(jie)頂尖期刊(kan)，在國(guo)際材料(liao)領域(yu)享譽盛(sheng)名，當(dang)前(qian)影響因(yin)子27.39。該研究工作受到國(guo)家自然科(ke)學(xue)基金(jin)委、深圳市科(ke)創委以(yi)及深圳職業技術學(xue)院的資助。

（霍夫曼先進材料研究院）