近日，我校霍夫(fu)曼先進材料(liao)研(yan)究(jiu)院(yuan)諾獎團隊(dui)在利用(yong)高(gao)能同步(bu)輻射(she)對(dui)鈣(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)量子阱(jing)的(de)形(xing)(xing)成(cheng)機(ji)理研(yan)究(jiu)領(ling)域取得(de)重要進展(zhan)：研(yan)究(jiu)團隊(dui)采(cai)用(yong)高(gao)能掠入射(she)角X射(she)線衍射(she)實時表征(zheng)了(le)(le)在三維鈣(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)表面通過旋涂長鏈有(you)機(ji)銨鹽溶(rong)液法所(suo)制備鈣(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)量子阱(jing)形(xing)(xing)成(cheng)過程(cheng)，明確(que)了(le)(le)與(yu)長鏈有(you)機(ji)銨分子發生反(fan)(fan)應的(de)反(fan)(fan)應物；并通過追蹤反(fan)(fan)應產物在熱(re)退火前后的(de)晶體結構演變，探(tan)究(jiu)了(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)量子阱(jing)形(xing)(xing)成(cheng)過程(cheng)的(de)具體路徑。這一(yi)研(yan)究(jiu)成(cheng)果發表在材料(liao)領(ling)域國際頂尖期刊《先進材料(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文第一(yi)作者為(wei)霍夫(fu)曼先進材料(liao)研(yan)究(jiu)院(yuan)胡(hu)漢林(lin)副(fu)教(jiao)授，深(shen)圳(zhen)職(zhi)業技術學院(yuan)為(wei)論文第一(yi)完成(cheng)單位。

有機(ji)(ji)(ji)-無機(ji)(ji)(ji)雜化(hua)(hua)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)太陽能電(dian)池，因其優異的(de)(de)光(guang)電(dian)轉換效率（經認證的(de)(de)單結小(xiao)面積有機(ji)(ji)(ji)-無機(ji)(ji)(ji)雜化(hua)(hua)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)太陽能電(dian)池效率已達25.5%）、較低的(de)(de)成(cheng)本以及(ji)優良(liang)的(de)(de)力學柔性(xing)等特點(dian)，在新能源領域展現出了巨大的(de)(de)應(ying)用前景。而基于ABX3傳統三維(wei)(wei)(wei)結構的(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)材料由于自身(shen)的(de)(de)離(li)子(zi)遷移(yi)，以及(ji)在外界光(guang)、熱、水(shui)等因素下(xia)很容易被破(po)壞(huai)，面臨著長期穩定性(xing)差的(de)(de)問(wen)題，嚴(yan)重制(zhi)(zhi)約了其實(shi)際應(ying)用。科學工作者(zhe)創新地通過鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量子(zi)阱修飾傳統的(de)(de)三維(wei)(wei)(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)方法(fa)來制(zhi)(zhi)備具有量子(zi)阱/三維(wei)(wei)(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復(fu)合結構的(de)(de)太陽能電(dian)池，使得所制(zhi)(zhi)備的(de)(de)器件(jian)具有良(liang)好的(de)(de)耐(nai)輻照、耐(nai)高溫和耐(nai)濕度特性(xing)。現有的(de)(de)報(bao)道(dao)主(zhu)要集中在器件(jian)的(de)(de)效率和穩定性(xing)，但對(dui)(dui)于量子(zi)阱的(de)(de)形成(cheng)機(ji)(ji)(ji)理卻鮮(xian)有報(bao)道(dao)，尤其是(shi)對(dui)(dui)在不同(tong)條件(jian)下(xia)的(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量子(zi)阱生長機(ji)(ji)(ji)理并(bing)不清楚(chu)。

為此，我校(xiao)研究(jiu)(jiu)團隊采用高能(neng)同(tong)步輻射(she)掠(lve)入射(she)角(jiao)X射(she)線(xian)衍射(she)實時表征了(le)(le)在三(san)(san)維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)表面(mian)通過旋(xuan)涂長鏈(lian)有(you)(you)(you)機(ji)(ji)銨(an)鹽溶液(ye)法(fa)所制備(bei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)形成過程，在了(le)(le)解鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)生(sheng)長機(ji)(ji)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)前提下(xia)，研究(jiu)(jiu)了(le)(le)不(bu)同(tong)反應(ying)條件對鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)相純度(du)和取向有(you)(you)(you)序性(xing)(xing)產生(sheng)影響。該項成果從(cong)(cong)化(hua)(hua)學反應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)(ji)理(li)(li)上確定了(le)(le)與長鏈(lian)分子(zi)(zi)反應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)反應(ying)物(wu)，明確了(le)(le)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)形成機(ji)(ji)理(li)(li)，探究(jiu)(jiu)了(le)(le)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)調控與器(qi)件效率以及穩定性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)本(ben)質聯系(xi)，并(bing)指出了(le)(le)有(you)(you)(you)效的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)調控手段(duan)，建立(li)了(le)(le)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)/三(san)(san)維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復(fu)合結構薄(bo)膜(mo)最基礎理(li)(li)論依據(ju)。鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)優越(yue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)材料性(xing)(xing)能(neng)預示著理(li)(li)論上它具備(bei)打(da)破現有(you)(you)(you)傳(chuan)統(tong)光伏格(ge)局的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)力，目(mu)前科研領域(yu)正在關注(zhu)單結鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)電池的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)效率、穩定性(xing)(xing)和降低鉛(qian)污(wu)染，有(you)(you)(you)初創(chuang)企業推出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)單結組件能(neng)量(liang)(liang)(liang)轉(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)效率已超過17%，接近多晶硅(gui)組件的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)效率，并(bing)且理(li)(li)論成本(ben)更低。本(ben)研究(jiu)(jiu)工作針對傳(chuan)統(tong)三(san)(san)維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)光伏器(qi)件穩定性(xing)(xing)差的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)特點(dian)，從(cong)(cong)成膜(mo)機(ji)(ji)理(li)(li)上提出了(le)(le)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)/三(san)(san)維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復(fu)合結構的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)有(you)(you)(you)效調控手段(duan)，有(you)(you)(you)望從(cong)(cong)根本(ben)上提高器(qi)件的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)使用壽命，降低器(qi)件的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)制備(bei)成本(ben)，為工業化(hua)(hua)生(sheng)高效穩定鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)太(tai)陽能(neng)電池提供(gong)了(le)(le)新的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)技術途徑。

Advanced Materials是(shi)材料學(xue)科(ke)世(shi)界(jie)頂尖期刊，在國(guo)際材料領域享譽盛(sheng)名，當前影響(xiang)因子(zi)27.39。該研究工作受(shou)到(dao)國(guo)家(jia)自然科(ke)學(xue)基金(jin)委、深圳市科(ke)創委以及(ji)深圳職(zhi)業技術學(xue)院的(de)資助(zhu)。

（霍(huo)夫曼(man)先進材料(liao)研究院）