近日，我(wo)校(xiao)霍夫(fu)(fu)曼先(xian)進材料(liao)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)院諾獎團(tuan)隊在(zai)(zai)利(li)用(yong)高能同步(bu)輻射(she)(she)對鈣鈦(tai)礦(kuang)量子(zi)阱的(de)形成(cheng)(cheng)機理(li)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)領域(yu)取得重要進展(zhan)：研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)團(tuan)隊采(cai)用(yong)高能掠入(ru)射(she)(she)角X射(she)(she)線衍(yan)射(she)(she)實時表(biao)(biao)征了在(zai)(zai)三維鈣鈦(tai)礦(kuang)表(biao)(biao)面通(tong)過(guo)(guo)旋涂長鏈(lian)(lian)有(you)機銨鹽溶液(ye)法所(suo)制備鈣鈦(tai)礦(kuang)量子(zi)阱形成(cheng)(cheng)過(guo)(guo)程，明確了與長鏈(lian)(lian)有(you)機銨分子(zi)發(fa)生反應(ying)(ying)的(de)反應(ying)(ying)物；并通(tong)過(guo)(guo)追蹤反應(ying)(ying)產物在(zai)(zai)熱退火(huo)前(qian)后的(de)晶體結(jie)構演變，探究(jiu)(jiu)了鈣鈦(tai)礦(kuang)量子(zi)阱形成(cheng)(cheng)過(guo)(guo)程的(de)具(ju)體路徑。這一研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)成(cheng)(cheng)果發(fa)表(biao)(biao)在(zai)(zai)材料(liao)領域(yu)國際(ji)頂尖期刊《先(xian)進材料(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論(lun)文第(di)一作者(zhe)為(wei)霍夫(fu)(fu)曼先(xian)進材料(liao)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)院胡漢林副教授，深圳職(zhi)業技術學院為(wei)論(lun)文第(di)一完成(cheng)(cheng)單位(wei)。

有機(ji)-無機(ji)雜化鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦太陽能電(dian)池(chi)，因其(qi)優異的(de)(de)(de)(de)(de)光電(dian)轉換效率（經認證(zheng)的(de)(de)(de)(de)(de)單結(jie)小面積有機(ji)-無機(ji)雜化鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦太陽能電(dian)池(chi)效率已(yi)達25.5%）、較低的(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)本(ben)以(yi)(yi)及(ji)優良(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)力(li)學(xue)柔性等特點，在(zai)新能源領域展(zhan)現出了巨大的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)前景。而(er)基于(yu)(yu)ABX3傳統三(san)維結(jie)構的(de)(de)(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦材料由于(yu)(yu)自身的(de)(de)(de)(de)(de)離(li)子遷移，以(yi)(yi)及(ji)在(zai)外(wai)界(jie)光、熱、水(shui)等因素下(xia)很容(rong)易被破壞，面臨著(zhu)長期穩定(ding)性差的(de)(de)(de)(de)(de)問題，嚴(yan)重(zhong)制(zhi)約了其(qi)實際應(ying)用(yong)(yong)。科(ke)學(xue)工作者(zhe)創新地通過鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦量(liang)子阱(jing)修飾(shi)傳統的(de)(de)(de)(de)(de)三(san)維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦方法來制(zhi)備具有量(liang)子阱(jing)/三(san)維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦復合結(jie)構的(de)(de)(de)(de)(de)太陽能電(dian)池(chi)，使得所制(zhi)備的(de)(de)(de)(de)(de)器(qi)件具有良(liang)好的(de)(de)(de)(de)(de)耐輻照、耐高溫和耐濕度特性。現有的(de)(de)(de)(de)(de)報道(dao)主要集(ji)中在(zai)器(qi)件的(de)(de)(de)(de)(de)效率和穩定(ding)性，但對于(yu)(yu)量(liang)子阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)形成(cheng)機(ji)理卻(que)鮮有報道(dao)，尤其(qi)是對在(zai)不同條(tiao)件下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦量(liang)子阱(jing)生長機(ji)理并不清楚(chu)。

為(wei)此，我校研(yan)究(jiu)團隊采用(yong)高能(neng)同步輻射掠(lve)入(ru)射角(jiao)X射線衍射實時表征(zheng)了(le)在(zai)三維(wei)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)表面(mian)通過(guo)旋涂長(chang)鏈有機(ji)銨鹽溶(rong)液(ye)法所制備鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)形(xing)成(cheng)過(guo)程，在(zai)了(le)解鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)生(sheng)長(chang)機(ji)理(li)的(de)(de)前提(ti)下，研(yan)究(jiu)了(le)不同反(fan)(fan)應條(tiao)件(jian)對鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)相純(chun)度和取向有序性產(chan)生(sheng)影(ying)響。該項(xiang)成(cheng)果從化學反(fan)(fan)應的(de)(de)機(ji)理(li)上(shang)確定(ding)了(le)與長(chang)鏈分子(zi)反(fan)(fan)應的(de)(de)反(fan)(fan)應物(wu)，明確了(le)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)形(xing)成(cheng)機(ji)理(li)，探究(jiu)了(le)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)調(diao)控與器(qi)件(jian)效率(lv)以及穩(wen)定(ding)性的(de)(de)本質聯系，并指(zhi)出了(le)有效的(de)(de)調(diao)控手段(duan)，建立了(le)量(liang)子(zi)阱(jing)/三維(wei)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)復合(he)結(jie)(jie)(jie)(jie)構(gou)薄膜(mo)最(zui)基礎(chu)理(li)論(lun)依據。鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)優越的(de)(de)材料性能(neng)預示著理(li)論(lun)上(shang)它具備打破現有傳統光(guang)伏(fu)格(ge)局的(de)(de)能(neng)力，目前科(ke)研(yan)領域正在(zai)關注單(dan)結(jie)(jie)(jie)(jie)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)電池的(de)(de)轉(zhuan)換效率(lv)、穩(wen)定(ding)性和降低(di)鉛污染，有初創企業推(tui)出的(de)(de)單(dan)結(jie)(jie)(jie)(jie)組件(jian)能(neng)量(liang)轉(zhuan)換效率(lv)已(yi)超過(guo)17%，接近(jin)多(duo)晶硅組件(jian)的(de)(de)轉(zhuan)換效率(lv)，并且(qie)理(li)論(lun)成(cheng)本更低(di)。本研(yan)究(jiu)工作針對傳統三維(wei)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)光(guang)伏(fu)器(qi)件(jian)穩(wen)定(ding)性差的(de)(de)特點(dian)，從成(cheng)膜(mo)機(ji)理(li)上(shang)提(ti)出了(le)量(liang)子(zi)阱(jing)/三維(wei)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)復合(he)結(jie)(jie)(jie)(jie)構(gou)的(de)(de)有效調(diao)控手段(duan)，有望從根本上(shang)提(ti)高器(qi)件(jian)的(de)(de)使用(yong)壽命，降低(di)器(qi)件(jian)的(de)(de)制備成(cheng)本，為(wei)工業化生(sheng)高效穩(wen)定(ding)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)太陽能(neng)電池提(ti)供了(le)新的(de)(de)技術途(tu)徑。

Advanced Materials是材料學(xue)科世界頂尖期(qi)刊，在國際(ji)材料領(ling)域享譽盛名，當前影響因子(zi)27.39。該研究工作受到國家自然(ran)科學(xue)基金委(wei)、深(shen)圳市(shi)科創委(wei)以及深(shen)圳職業技(ji)術學(xue)院的(de)資助(zhu)。

（霍夫曼先進材料研(yan)究院）