近日，我校(xiao)霍(huo)夫曼(man)(man)先(xian)進材(cai)(cai)料研(yan)究(jiu)院諾獎團(tuan)隊在利用高能(neng)同(tong)步(bu)輻射對鈣鈦(tai)礦量(liang)子阱的(de)形成(cheng)機理研(yan)究(jiu)領域取得重要進展：研(yan)究(jiu)團(tuan)隊采用高能(neng)掠入(ru)射角(jiao)X射線衍(yan)射實(shi)時表征了在三維鈣鈦(tai)礦表面通過(guo)旋涂長鏈有機銨(an)鹽溶液法所制備(bei)鈣鈦(tai)礦量(liang)子阱形成(cheng)過(guo)程，明確了與長鏈有機銨(an)分子發生反(fan)(fan)應的(de)反(fan)(fan)應物(wu)；并通過(guo)追(zhui)蹤反(fan)(fan)應產物(wu)在熱(re)退(tui)火前后(hou)的(de)晶體結(jie)構演變，探究(jiu)了鈣鈦(tai)礦量(liang)子阱形成(cheng)過(guo)程的(de)具體路徑(jing)。這(zhe)一(yi)(yi)研(yan)究(jiu)成(cheng)果發表在材(cai)(cai)料領域國際頂尖期刊《先(xian)進材(cai)(cai)料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文(wen)第一(yi)(yi)作者為(wei)(wei)霍(huo)夫曼(man)(man)先(xian)進材(cai)(cai)料研(yan)究(jiu)院胡(hu)漢林副教授，深(shen)圳職(zhi)業技(ji)術學院為(wei)(wei)論文(wen)第一(yi)(yi)完成(cheng)單位。

有(you)(you)機(ji)-無(wu)機(ji)雜(za)化鈣(gai)鈦礦(kuang)太(tai)(tai)陽能電(dian)(dian)池，因(yin)其優異的(de)(de)(de)光(guang)電(dian)(dian)轉換(huan)效(xiao)率（經認證的(de)(de)(de)單(dan)結(jie)(jie)小面積有(you)(you)機(ji)-無(wu)機(ji)雜(za)化鈣(gai)鈦礦(kuang)太(tai)(tai)陽能電(dian)(dian)池效(xiao)率已達25.5%）、較(jiao)低的(de)(de)(de)成(cheng)本以(yi)及優良的(de)(de)(de)力學柔性(xing)等特點，在新(xin)能源領(ling)域展現出(chu)了巨大的(de)(de)(de)應用前景。而基于ABX3傳統三維(wei)結(jie)(jie)構的(de)(de)(de)鈣(gai)鈦礦(kuang)材(cai)料由(you)于自身的(de)(de)(de)離子(zi)(zi)遷移，以(yi)及在外界光(guang)、熱(re)、水等因(yin)素下很容易(yi)被破壞，面臨著長(chang)(chang)期穩定(ding)性(xing)差的(de)(de)(de)問題(ti)，嚴(yan)重制(zhi)(zhi)約了其實際應用。科學工(gong)作者創新(xin)地通過鈣(gai)鈦礦(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)修(xiu)飾(shi)傳統的(de)(de)(de)三維(wei)鈣(gai)鈦礦(kuang)方法來(lai)制(zhi)(zhi)備具有(you)(you)量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)/三維(wei)鈣(gai)鈦礦(kuang)復合結(jie)(jie)構的(de)(de)(de)太(tai)(tai)陽能電(dian)(dian)池，使得(de)所(suo)制(zhi)(zhi)備的(de)(de)(de)器件(jian)(jian)具有(you)(you)良好的(de)(de)(de)耐(nai)輻照、耐(nai)高溫和耐(nai)濕(shi)度(du)特性(xing)。現有(you)(you)的(de)(de)(de)報道主要集中在器件(jian)(jian)的(de)(de)(de)效(xiao)率和穩定(ding)性(xing)，但對于量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)形(xing)成(cheng)機(ji)理卻鮮有(you)(you)報道，尤其是對在不(bu)同(tong)條件(jian)(jian)下的(de)(de)(de)鈣(gai)鈦礦(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)生長(chang)(chang)機(ji)理并不(bu)清楚。

為此，我校研究(jiu)團隊采用高能(neng)(neng)同步(bu)輻射(she)(she)掠入(ru)射(she)(she)角X射(she)(she)線衍(yan)射(she)(she)實(shi)時(shi)表(biao)(biao)征了(le)(le)(le)(le)在(zai)三(san)(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)表(biao)(biao)面(mian)通過(guo)(guo)旋涂長鏈有(you)機銨鹽溶液法所制備鈣(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)量子(zi)(zi)阱(jing)(jing)形(xing)(xing)成過(guo)(guo)程，在(zai)了(le)(le)(le)(le)解鈣(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)生長機理(li)的(de)前提(ti)下，研究(jiu)了(le)(le)(le)(le)不同反應(ying)條件(jian)對(dui)鈣(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)量子(zi)(zi)阱(jing)(jing)的(de)相純度(du)和取(qu)向有(you)序性(xing)(xing)產生影(ying)響。該項(xiang)成果從化學反應(ying)的(de)機理(li)上確(que)定了(le)(le)(le)(le)與長鏈分子(zi)(zi)反應(ying)的(de)反應(ying)物，明確(que)了(le)(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)量子(zi)(zi)阱(jing)(jing)的(de)形(xing)(xing)成機理(li)，探究(jiu)了(le)(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)量子(zi)(zi)阱(jing)(jing)的(de)調(diao)控(kong)與器(qi)(qi)件(jian)效(xiao)(xiao)率以(yi)及穩(wen)(wen)定性(xing)(xing)的(de)本(ben)(ben)質(zhi)聯系，并指出了(le)(le)(le)(le)有(you)效(xiao)(xiao)的(de)調(diao)控(kong)手段，建立了(le)(le)(le)(le)量子(zi)(zi)阱(jing)(jing)/三(san)(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)復合結(jie)構(gou)薄膜最基礎理(li)論依據。鈣(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)優越的(de)材(cai)料性(xing)(xing)能(neng)(neng)預示著理(li)論上它具備打破現有(you)傳(chuan)統(tong)光伏格局的(de)能(neng)(neng)力，目(mu)前科研領域正(zheng)在(zai)關注單(dan)結(jie)鈣(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)電(dian)池的(de)轉換效(xiao)(xiao)率、穩(wen)(wen)定性(xing)(xing)和降低(di)鉛污染，有(you)初創企業(ye)推出的(de)單(dan)結(jie)組(zu)(zu)件(jian)能(neng)(neng)量轉換效(xiao)(xiao)率已超過(guo)(guo)17%，接近多晶硅組(zu)(zu)件(jian)的(de)轉換效(xiao)(xiao)率，并且理(li)論成本(ben)(ben)更(geng)低(di)。本(ben)(ben)研究(jiu)工(gong)作針對(dui)傳(chuan)統(tong)三(san)(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)光伏器(qi)(qi)件(jian)穩(wen)(wen)定性(xing)(xing)差的(de)特點，從成膜機理(li)上提(ti)出了(le)(le)(le)(le)量子(zi)(zi)阱(jing)(jing)/三(san)(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)復合結(jie)構(gou)的(de)有(you)效(xiao)(xiao)調(diao)控(kong)手段，有(you)望從根(gen)本(ben)(ben)上提(ti)高器(qi)(qi)件(jian)的(de)使用壽命，降低(di)器(qi)(qi)件(jian)的(de)制備成本(ben)(ben)，為工(gong)業(ye)化生高效(xiao)(xiao)穩(wen)(wen)定鈣(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)太陽能(neng)(neng)電(dian)池提(ti)供了(le)(le)(le)(le)新的(de)技術途徑。

Advanced Materials是材(cai)料學(xue)科世界頂尖期刊(kan)，在國際材(cai)料領(ling)域(yu)享譽盛名，當前影(ying)響因子27.39。該(gai)研究工作受到國家自然科學(xue)基金(jin)委(wei)、深圳市科創(chuang)委(wei)以及(ji)深圳職業技術(shu)學(xue)院的資助。

（霍夫曼先進材料(liao)研(yan)究院）