近日，我校霍(huo)夫曼(man)先進材料(liao)(liao)(liao)研(yan)(yan)究(jiu)院(yuan)諾獎團(tuan)隊在利用(yong)高能同步輻射對(dui)鈣鈦(tai)礦(kuang)量子(zi)阱(jing)的(de)形成(cheng)機理研(yan)(yan)究(jiu)領(ling)域取(qu)得重要進展：研(yan)(yan)究(jiu)團(tuan)隊采用(yong)高能掠入射角X射線衍射實(shi)時表征(zheng)了(le)在三維鈣鈦(tai)礦(kuang)表面通過旋(xuan)涂長(chang)(chang)鏈有(you)機銨(an)鹽溶液法所(suo)制備鈣鈦(tai)礦(kuang)量子(zi)阱(jing)形成(cheng)過程(cheng)(cheng)，明確了(le)與(yu)長(chang)(chang)鏈有(you)機銨(an)分子(zi)發生反應(ying)的(de)反應(ying)物；并通過追蹤反應(ying)產物在熱退火前后(hou)的(de)晶體結(jie)構演變，探(tan)究(jiu)了(le)鈣鈦(tai)礦(kuang)量子(zi)阱(jing)形成(cheng)過程(cheng)(cheng)的(de)具體路徑(jing)。這(zhe)一(yi)(yi)研(yan)(yan)究(jiu)成(cheng)果發表在材料(liao)(liao)(liao)領(ling)域國(guo)際(ji)頂尖(jian)期(qi)刊《先進材料(liao)(liao)(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論(lun)文第一(yi)(yi)作(zuo)者為霍(huo)夫曼(man)先進材料(liao)(liao)(liao)研(yan)(yan)究(jiu)院(yuan)胡漢林副(fu)教(jiao)授，深圳職(zhi)業技術學院(yuan)為論(lun)文第一(yi)(yi)完成(cheng)單位(wei)。

有(you)機-無(wu)(wu)機雜化鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)太陽能(neng)電池，因其優異的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)電轉(zhuan)換效率（經認(ren)證(zheng)的(de)(de)(de)(de)(de)單(dan)結(jie)小面積有(you)機-無(wu)(wu)機雜化鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)太陽能(neng)電池效率已(yi)達25.5%）、較(jiao)低的(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)本以及優良的(de)(de)(de)(de)(de)力學(xue)柔性(xing)(xing)等(deng)特(te)點，在新(xin)能(neng)源領域(yu)展現出(chu)了巨大的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)前景。而基于(yu)ABX3傳(chuan)統三維結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)材料由于(yu)自身的(de)(de)(de)(de)(de)離子(zi)遷(qian)移(yi)，以及在外界光(guang)、熱、水(shui)等(deng)因素下很(hen)容易被破壞，面臨著長期(qi)穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)差(cha)的(de)(de)(de)(de)(de)問題，嚴重制約(yue)了其實際應(ying)用(yong)。科學(xue)工(gong)作者創新(xin)地通過鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)(jing)修飾傳(chuan)統的(de)(de)(de)(de)(de)三維鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)方法(fa)來制備(bei)具(ju)有(you)量子(zi)阱(jing)(jing)/三維鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)復合結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)太陽能(neng)電池，使得所制備(bei)的(de)(de)(de)(de)(de)器件具(ju)有(you)良好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)耐輻照、耐高溫和耐濕度特(te)性(xing)(xing)。現有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)報道主要集中在器件的(de)(de)(de)(de)(de)效率和穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)，但對于(yu)量子(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)形成(cheng)機理卻(que)鮮有(you)報道，尤(you)其是對在不同條件下的(de)(de)(de)(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)(jing)生長機理并不清楚。

為此，我校研究(jiu)團隊采(cai)用高(gao)能(neng)同步輻射(she)(she)掠入(ru)射(she)(she)角X射(she)(she)線衍(yan)射(she)(she)實時表(biao)征了(le)在三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)表(biao)面通過(guo)旋涂(tu)長(chang)(chang)鏈(lian)(lian)有機銨鹽溶液法所制備(bei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量子(zi)(zi)阱(jing)形成(cheng)過(guo)程，在了(le)解鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)生長(chang)(chang)機理的(de)前提(ti)(ti)下，研究(jiu)了(le)不同反應(ying)條件(jian)對鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量子(zi)(zi)阱(jing)的(de)相純度和取向有序性(xing)產生影響。該項成(cheng)果從化學(xue)反應(ying)的(de)機理上確(que)定了(le)與長(chang)(chang)鏈(lian)(lian)分(fen)子(zi)(zi)反應(ying)的(de)反應(ying)物，明確(que)了(le)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量子(zi)(zi)阱(jing)的(de)形成(cheng)機理，探(tan)究(jiu)了(le)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量子(zi)(zi)阱(jing)的(de)調控(kong)與器件(jian)效(xiao)率(lv)(lv)以(yi)及穩(wen)(wen)定性(xing)的(de)本(ben)質聯系，并指(zhi)出(chu)了(le)有效(xiao)的(de)調控(kong)手段，建立了(le)量子(zi)(zi)阱(jing)/三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復合(he)結(jie)構薄膜(mo)最基礎理論依據。鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)優越的(de)材(cai)料性(xing)能(neng)預示著(zhu)理論上它具備(bei)打破現(xian)有傳統光(guang)伏格(ge)局(ju)的(de)能(neng)力，目(mu)前科研領域正在關注(zhu)單結(jie)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)電池的(de)轉(zhuan)換效(xiao)率(lv)(lv)、穩(wen)(wen)定性(xing)和降(jiang)低(di)鉛污染，有初(chu)創企業推出(chu)的(de)單結(jie)組(zu)件(jian)能(neng)量轉(zhuan)換效(xiao)率(lv)(lv)已超過(guo)17%，接近多晶(jing)硅組(zu)件(jian)的(de)轉(zhuan)換效(xiao)率(lv)(lv)，并且(qie)理論成(cheng)本(ben)更低(di)。本(ben)研究(jiu)工作針對傳統三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)光(guang)伏器件(jian)穩(wen)(wen)定性(xing)差的(de)特點，從成(cheng)膜(mo)機理上提(ti)(ti)出(chu)了(le)量子(zi)(zi)阱(jing)/三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復合(he)結(jie)構的(de)有效(xiao)調控(kong)手段，有望(wang)從根本(ben)上提(ti)(ti)高(gao)器件(jian)的(de)使(shi)用壽(shou)命，降(jiang)低(di)器件(jian)的(de)制備(bei)成(cheng)本(ben)，為工業化生高(gao)效(xiao)穩(wen)(wen)定鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)太陽能(neng)電池提(ti)(ti)供了(le)新的(de)技術途(tu)徑。

Advanced Materials是材料學科世界頂尖(jian)期刊，在國(guo)際材料領域享譽(yu)盛(sheng)名，當前影響因子27.39。該研究工作受到國(guo)家自(zi)然科學基金(jin)委、深圳市(shi)科創委以及深圳職業技術學院的(de)資(zi)助。

（霍夫曼先進材料研究院）