近日，我校(xiao)霍(huo)夫(fu)曼先(xian)(xian)進(jin)材(cai)料研(yan)究院諾獎團(tuan)隊(dui)在利用高(gao)能(neng)(neng)同步輻射(she)對鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)量子阱(jing)的(de)形成(cheng)機(ji)(ji)理(li)研(yan)究領(ling)域取得重要進(jin)展：研(yan)究團(tuan)隊(dui)采用高(gao)能(neng)(neng)掠入射(she)角X射(she)線衍射(she)實時表(biao)征了(le)在三維鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)表(biao)面通(tong)過(guo)旋涂長鏈有(you)機(ji)(ji)銨(an)鹽溶液法(fa)所制備鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)量子阱(jing)形成(cheng)過(guo)程，明(ming)確了(le)與長鏈有(you)機(ji)(ji)銨(an)分(fen)子發生反應的(de)反應物；并(bing)通(tong)過(guo)追蹤反應產物在熱退火前后的(de)晶體結構(gou)演變(bian)，探究了(le)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)量子阱(jing)形成(cheng)過(guo)程的(de)具體路徑(jing)。這一(yi)研(yan)究成(cheng)果發表(biao)在材(cai)料領(ling)域國際頂尖期(qi)刊(kan)《先(xian)(xian)進(jin)材(cai)料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論(lun)文(wen)第(di)一(yi)作者為霍(huo)夫(fu)曼先(xian)(xian)進(jin)材(cai)料研(yan)究院胡漢林副(fu)教授，深圳職業技(ji)術學院為論(lun)文(wen)第(di)一(yi)完成(cheng)單位。

有(you)機-無機雜化(hua)(hua)鈣鈦礦(kuang)(kuang)太(tai)陽能(neng)(neng)電(dian)池(chi)(chi)，因(yin)其優(you)異的(de)(de)(de)(de)光(guang)電(dian)轉換效率（經認證的(de)(de)(de)(de)單(dan)結小(xiao)面(mian)(mian)積(ji)有(you)機-無機雜化(hua)(hua)鈣鈦礦(kuang)(kuang)太(tai)陽能(neng)(neng)電(dian)池(chi)(chi)效率已達25.5%）、較低的(de)(de)(de)(de)成本(ben)以及優(you)良的(de)(de)(de)(de)力(li)學(xue)柔性(xing)(xing)等特點，在(zai)新(xin)能(neng)(neng)源領(ling)域展現(xian)出了(le)巨大的(de)(de)(de)(de)應用前景(jing)。而基于ABX3傳統三維結構(gou)的(de)(de)(de)(de)鈣鈦礦(kuang)(kuang)材料由(you)于自(zi)身的(de)(de)(de)(de)離子遷(qian)移，以及在(zai)外(wai)界(jie)光(guang)、熱、水等因(yin)素下(xia)很容易被(bei)破壞，面(mian)(mian)臨著長(chang)期穩(wen)定性(xing)(xing)差(cha)的(de)(de)(de)(de)問題，嚴重(zhong)制約了(le)其實際應用。科(ke)學(xue)工作(zuo)者創新(xin)地通過鈣鈦礦(kuang)(kuang)量(liang)子阱修飾傳統的(de)(de)(de)(de)三維鈣鈦礦(kuang)(kuang)方法來(lai)制備(bei)具(ju)有(you)量(liang)子阱/三維鈣鈦礦(kuang)(kuang)復合結構(gou)的(de)(de)(de)(de)太(tai)陽能(neng)(neng)電(dian)池(chi)(chi)，使得所制備(bei)的(de)(de)(de)(de)器件(jian)具(ju)有(you)良好(hao)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)輻(fu)照、耐(nai)(nai)高溫(wen)和耐(nai)(nai)濕度特性(xing)(xing)。現(xian)有(you)的(de)(de)(de)(de)報(bao)道主要集中在(zai)器件(jian)的(de)(de)(de)(de)效率和穩(wen)定性(xing)(xing)，但對于量(liang)子阱的(de)(de)(de)(de)形成機理卻鮮(xian)有(you)報(bao)道，尤(you)其是對在(zai)不同條件(jian)下(xia)的(de)(de)(de)(de)鈣鈦礦(kuang)(kuang)量(liang)子阱生長(chang)機理并不清(qing)楚(chu)。

為此(ci)，我校研(yan)(yan)究(jiu)團(tuan)隊(dui)采(cai)用高(gao)(gao)能(neng)同(tong)步輻射掠入射角X射線(xian)衍射實(shi)時表(biao)征(zheng)了(le)(le)(le)(le)在三(san)(san)維鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)表(biao)面通(tong)過(guo)(guo)(guo)旋(xuan)涂(tu)長(chang)(chang)鏈有(you)機(ji)(ji)銨鹽溶液(ye)法(fa)所制(zhi)備鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子阱(jing)(jing)形成過(guo)(guo)(guo)程(cheng)，在了(le)(le)(le)(le)解鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)生(sheng)長(chang)(chang)機(ji)(ji)理(li)(li)的(de)(de)前提(ti)下，研(yan)(yan)究(jiu)了(le)(le)(le)(le)不同(tong)反(fan)(fan)應(ying)條件(jian)(jian)對鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子阱(jing)(jing)的(de)(de)相純(chun)度和取(qu)向(xiang)有(you)序性產生(sheng)影響(xiang)。該項成果從(cong)(cong)化(hua)(hua)學反(fan)(fan)應(ying)的(de)(de)機(ji)(ji)理(li)(li)上(shang)確定(ding)(ding)了(le)(le)(le)(le)與長(chang)(chang)鏈分子反(fan)(fan)應(ying)的(de)(de)反(fan)(fan)應(ying)物，明確了(le)(le)(le)(le)鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子阱(jing)(jing)的(de)(de)形成機(ji)(ji)理(li)(li)，探究(jiu)了(le)(le)(le)(le)鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子阱(jing)(jing)的(de)(de)調控(kong)與器(qi)件(jian)(jian)效(xiao)率(lv)以及穩(wen)定(ding)(ding)性的(de)(de)本質聯系，并(bing)指出了(le)(le)(le)(le)有(you)效(xiao)的(de)(de)調控(kong)手段，建(jian)立(li)了(le)(le)(le)(le)量(liang)(liang)(liang)子阱(jing)(jing)/三(san)(san)維鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)復合(he)結(jie)(jie)構(gou)薄膜最基礎理(li)(li)論(lun)依(yi)據。鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)優越的(de)(de)材(cai)料性能(neng)預(yu)示著理(li)(li)論(lun)上(shang)它(ta)具備打(da)破現有(you)傳(chuan)統光伏格局的(de)(de)能(neng)力，目(mu)前科(ke)研(yan)(yan)領域正在關注單結(jie)(jie)鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)電(dian)池(chi)的(de)(de)轉換效(xiao)率(lv)、穩(wen)定(ding)(ding)性和降(jiang)低鉛(qian)污染，有(you)初創企(qi)業(ye)推出的(de)(de)單結(jie)(jie)組(zu)件(jian)(jian)能(neng)量(liang)(liang)(liang)轉換效(xiao)率(lv)已(yi)超(chao)過(guo)(guo)(guo)17%，接近多晶(jing)硅組(zu)件(jian)(jian)的(de)(de)轉換效(xiao)率(lv)，并(bing)且(qie)理(li)(li)論(lun)成本更低。本研(yan)(yan)究(jiu)工(gong)作針對傳(chuan)統三(san)(san)維鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)光伏器(qi)件(jian)(jian)穩(wen)定(ding)(ding)性差的(de)(de)特點，從(cong)(cong)成膜機(ji)(ji)理(li)(li)上(shang)提(ti)出了(le)(le)(le)(le)量(liang)(liang)(liang)子阱(jing)(jing)/三(san)(san)維鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)復合(he)結(jie)(jie)構(gou)的(de)(de)有(you)效(xiao)調控(kong)手段，有(you)望(wang)從(cong)(cong)根本上(shang)提(ti)高(gao)(gao)器(qi)件(jian)(jian)的(de)(de)使(shi)用壽命，降(jiang)低器(qi)件(jian)(jian)的(de)(de)制(zhi)備成本，為工(gong)業(ye)化(hua)(hua)生(sheng)高(gao)(gao)效(xiao)穩(wen)定(ding)(ding)鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)太陽能(neng)電(dian)池(chi)提(ti)供了(le)(le)(le)(le)新的(de)(de)技(ji)術途徑(jing)。

Advanced Materials是材料學(xue)(xue)科(ke)世界頂尖期刊，在國(guo)際材料領域享譽盛名，當前影(ying)響因子27.39。該(gai)研究(jiu)工作受到(dao)國(guo)家自然科(ke)學(xue)(xue)基金委(wei)(wei)、深圳(zhen)市科(ke)創委(wei)(wei)以(yi)及深圳(zhen)職業(ye)技術學(xue)(xue)院的資(zi)助。

（霍夫曼先進材料研究(jiu)院）