近日，我校霍夫曼(man)先(xian)進(jin)(jin)材料研(yan)究(jiu)院(yuan)(yuan)諾(nuo)獎(jiang)團(tuan)隊在(zai)利用高能同步(bu)輻射對(dui)鈣鈦礦量(liang)子阱的(de)(de)形成機(ji)理(li)研(yan)究(jiu)領(ling)域取得重要進(jin)(jin)展(zhan)：研(yan)究(jiu)團(tuan)隊采用高能掠入射角X射線衍射實(shi)時表征(zheng)了在(zai)三維(wei)鈣鈦礦表面通(tong)過(guo)旋涂長(chang)鏈(lian)有機(ji)銨鹽溶液(ye)法所制(zhi)備鈣鈦礦量(liang)子阱形成過(guo)程(cheng)，明確了與長(chang)鏈(lian)有機(ji)銨分(fen)子發(fa)生反(fan)應的(de)(de)反(fan)應物(wu)；并通(tong)過(guo)追蹤反(fan)應產物(wu)在(zai)熱退火前后的(de)(de)晶體(ti)結(jie)構(gou)演變，探究(jiu)了鈣鈦礦量(liang)子阱形成過(guo)程(cheng)的(de)(de)具體(ti)路(lu)徑。這一(yi)研(yan)究(jiu)成果發(fa)表在(zai)材料領(ling)域國際(ji)頂尖期刊《先(xian)進(jin)(jin)材料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文第一(yi)作者為(wei)霍夫曼(man)先(xian)進(jin)(jin)材料研(yan)究(jiu)院(yuan)(yuan)胡(hu)漢林副教授，深(shen)圳職業技術學(xue)院(yuan)(yuan)為(wei)論文第一(yi)完成單位。

有機(ji)-無(wu)機(ji)雜化鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)太(tai)(tai)陽能(neng)電(dian)(dian)池，因其(qi)優異的(de)光電(dian)(dian)轉換效(xiao)率(lv)(lv)（經認證的(de)單(dan)結(jie)小面積有機(ji)-無(wu)機(ji)雜化鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)太(tai)(tai)陽能(neng)電(dian)(dian)池效(xiao)率(lv)(lv)已達25.5%）、較(jiao)低的(de)成(cheng)本以(yi)及優良的(de)力學柔性(xing)等特(te)點，在新能(neng)源領域展現出(chu)了(le)巨大(da)的(de)應(ying)用前景。而(er)基于ABX3傳統三(san)維(wei)結(jie)構的(de)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)材料由(you)于自(zi)身的(de)離子(zi)遷移(yi)，以(yi)及在外界光、熱、水等因素下很容(rong)易(yi)被破壞(huai)，面臨著(zhu)長期穩(wen)定性(xing)差的(de)問題，嚴(yan)重制約(yue)了(le)其(qi)實際應(ying)用。科學工(gong)作者(zhe)創新地通(tong)過鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)阱修飾傳統的(de)三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)方(fang)法來(lai)制備具有量(liang)子(zi)阱/三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)復(fu)合結(jie)構的(de)太(tai)(tai)陽能(neng)電(dian)(dian)池，使得(de)所制備的(de)器件(jian)具有良好的(de)耐輻照、耐高溫和耐濕度特(te)性(xing)。現有的(de)報道主要集中(zhong)在器件(jian)的(de)效(xiao)率(lv)(lv)和穩(wen)定性(xing)，但對(dui)于量(liang)子(zi)阱的(de)形成(cheng)機(ji)理卻(que)鮮有報道，尤其(qi)是對(dui)在不(bu)同條件(jian)下的(de)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)阱生(sheng)長機(ji)理并不(bu)清楚(chu)。

為此，我校研(yan)(yan)究團隊采用高能(neng)同(tong)步輻射(she)(she)掠入(ru)射(she)(she)角(jiao)X射(she)(she)線(xian)衍射(she)(she)實時表征了(le)(le)在三維(wei)(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)表面通過(guo)旋涂(tu)長鏈有(you)(you)機(ji)銨(an)鹽溶液法(fa)所(suo)制備鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱形成過(guo)程，在了(le)(le)解鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)生長機(ji)理(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)前提(ti)(ti)下，研(yan)(yan)究了(le)(le)不同(tong)反應(ying)(ying)條件對(dui)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)相純度(du)和(he)取(qu)向有(you)(you)序性產生影(ying)響。該項成果從(cong)化(hua)學反應(ying)(ying)的(de)(de)(de)機(ji)理(li)(li)(li)(li)上(shang)確定(ding)了(le)(le)與(yu)長鏈分子(zi)(zi)反應(ying)(ying)的(de)(de)(de)反應(ying)(ying)物，明確了(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)形成機(ji)理(li)(li)(li)(li)，探究了(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)調控與(yu)器(qi)(qi)件效(xiao)(xiao)(xiao)率以(yi)及穩(wen)定(ding)性的(de)(de)(de)本質聯系，并指出了(le)(le)有(you)(you)效(xiao)(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)調控手段，建立了(le)(le)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱/三維(wei)(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復合(he)結構(gou)薄膜最基(ji)礎理(li)(li)(li)(li)論(lun)依據(ju)。鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)優越的(de)(de)(de)材料性能(neng)預示(shi)著理(li)(li)(li)(li)論(lun)上(shang)它具備打破現有(you)(you)傳統光伏格局的(de)(de)(de)能(neng)力(li)，目(mu)前科研(yan)(yan)領域(yu)正在關注單結鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)電(dian)池的(de)(de)(de)轉換效(xiao)(xiao)(xiao)率、穩(wen)定(ding)性和(he)降低鉛(qian)污(wu)染，有(you)(you)初創(chuang)企(qi)業推出的(de)(de)(de)單結組件能(neng)量(liang)(liang)轉換效(xiao)(xiao)(xiao)率已超過(guo)17%，接近多(duo)晶硅(gui)組件的(de)(de)(de)轉換效(xiao)(xiao)(xiao)率，并且理(li)(li)(li)(li)論(lun)成本更低。本研(yan)(yan)究工作(zuo)針對(dui)傳統三維(wei)(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)光伏器(qi)(qi)件穩(wen)定(ding)性差的(de)(de)(de)特點(dian)，從(cong)成膜機(ji)理(li)(li)(li)(li)上(shang)提(ti)(ti)出了(le)(le)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱/三維(wei)(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復合(he)結構(gou)的(de)(de)(de)有(you)(you)效(xiao)(xiao)(xiao)調控手段，有(you)(you)望從(cong)根本上(shang)提(ti)(ti)高器(qi)(qi)件的(de)(de)(de)使用壽命(ming)，降低器(qi)(qi)件的(de)(de)(de)制備成本，為工業化(hua)生高效(xiao)(xiao)(xiao)穩(wen)定(ding)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)太陽能(neng)電(dian)池提(ti)(ti)供(gong)了(le)(le)新的(de)(de)(de)技術(shu)途徑。

Advanced Materials是材(cai)料學(xue)科(ke)世界頂尖(jian)期刊(kan)，在(zai)國際材(cai)料領域享譽盛名，當(dang)前(qian)影響(xiang)因子27.39。該研究工作(zuo)受到(dao)國家(jia)自然(ran)科(ke)學(xue)基金委、深圳市科(ke)創(chuang)委以及深圳職業技術學(xue)院的資助。

（霍(huo)夫(fu)曼先進(jin)材料研究院）