近(jin)日，我校霍夫曼(man)先進材料(liao)研(yan)(yan)究院諾(nuo)獎團隊在(zai)利用高能同步輻射對鈣(gai)鈦礦(kuang)量子(zi)阱的形成(cheng)(cheng)機理研(yan)(yan)究領域取得重要進展：研(yan)(yan)究團隊采用高能掠入(ru)射角X射線(xian)衍射實時表(biao)征(zheng)了在(zai)三維鈣(gai)鈦礦(kuang)表(biao)面通(tong)過(guo)旋(xuan)涂長(chang)鏈有機銨(an)鹽溶(rong)液法所制(zhi)備(bei)鈣(gai)鈦礦(kuang)量子(zi)阱形成(cheng)(cheng)過(guo)程(cheng)，明確了與長(chang)鏈有機銨(an)分子(zi)發生反(fan)應(ying)的反(fan)應(ying)物(wu)；并通(tong)過(guo)追(zhui)蹤反(fan)應(ying)產物(wu)在(zai)熱退火前后的晶體結構(gou)演(yan)變，探(tan)究了鈣(gai)鈦礦(kuang)量子(zi)阱形成(cheng)(cheng)過(guo)程(cheng)的具體路徑。這一(yi)研(yan)(yan)究成(cheng)(cheng)果(guo)發表(biao)在(zai)材料(liao)領域國(guo)際頂尖期刊《先進材料(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論(lun)文第(di)一(yi)作(zuo)者為霍夫曼(man)先進材料(liao)研(yan)(yan)究院胡漢林副教授(shou)，深圳職業(ye)技(ji)術學(xue)院為論(lun)文第(di)一(yi)完成(cheng)(cheng)單位(wei)。

有機(ji)-無機(ji)雜化(hua)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)太(tai)陽能(neng)(neng)(neng)電池，因(yin)其優異的(de)光(guang)電轉換效率(lv)（經認證的(de)單結小面積有機(ji)-無機(ji)雜化(hua)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)太(tai)陽能(neng)(neng)(neng)電池效率(lv)已達25.5%）、較(jiao)低的(de)成本以(yi)及優良(liang)的(de)力學柔性等(deng)特點，在(zai)新(xin)(xin)能(neng)(neng)(neng)源領域展(zhan)現出了巨大(da)的(de)應用前景。而基于(yu)ABX3傳統(tong)三維(wei)結構的(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)材(cai)料由(you)于(yu)自身的(de)離(li)子(zi)遷移(yi)，以(yi)及在(zai)外界光(guang)、熱、水(shui)等(deng)因(yin)素(su)下(xia)很(hen)容易被破(po)壞(huai)，面臨著長期穩定性差的(de)問題，嚴重制約了其實際應用。科學工(gong)作者(zhe)創新(xin)(xin)地通過鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)量子(zi)阱修飾傳統(tong)的(de)三維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)方(fang)法來(lai)制備(bei)具有量子(zi)阱/三維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)復合結構的(de)太(tai)陽能(neng)(neng)(neng)電池，使得(de)所(suo)制備(bei)的(de)器件(jian)具有良(liang)好的(de)耐(nai)輻照、耐(nai)高溫和(he)耐(nai)濕度(du)特性。現有的(de)報道主(zhu)要集中在(zai)器件(jian)的(de)效率(lv)和(he)穩定性，但對于(yu)量子(zi)阱的(de)形(xing)成機(ji)理卻鮮有報道，尤其是對在(zai)不同條件(jian)下(xia)的(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)量子(zi)阱生長機(ji)理并不清楚。

為(wei)(wei)此，我校(xiao)研究(jiu)團隊(dui)采用高能同步輻射掠入射角X射線衍(yan)射實時表征(zheng)了(le)在(zai)三維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)表面通過旋涂(tu)長鏈(lian)有機(ji)銨(an)鹽溶液法(fa)所制(zhi)備(bei)(bei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)(jing)形成(cheng)(cheng)過程，在(zai)了(le)解(jie)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)生長機(ji)理(li)的(de)前提(ti)下(xia)，研究(jiu)了(le)不同反(fan)(fan)應(ying)(ying)條件(jian)對鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)(jing)的(de)相(xiang)純度(du)和(he)取向有序性(xing)產生影響。該項成(cheng)(cheng)果從化學反(fan)(fan)應(ying)(ying)的(de)機(ji)理(li)上確定了(le)與長鏈(lian)分子(zi)(zi)反(fan)(fan)應(ying)(ying)的(de)反(fan)(fan)應(ying)(ying)物(wu)，明確了(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)(jing)的(de)形成(cheng)(cheng)機(ji)理(li)，探究(jiu)了(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)(jing)的(de)調控與器(qi)(qi)件(jian)效(xiao)率(lv)以及穩(wen)定性(xing)的(de)本質聯(lian)系，并(bing)(bing)指出(chu)了(le)有效(xiao)的(de)調控手(shou)(shou)段，建(jian)立了(le)量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)(jing)/三維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復(fu)合結(jie)構薄(bo)膜(mo)最(zui)基礎理(li)論(lun)(lun)依據(ju)。鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)優(you)越的(de)材(cai)料性(xing)能預示著理(li)論(lun)(lun)上它(ta)具備(bei)(bei)打破現有傳(chuan)統(tong)光伏格局的(de)能力，目前科研領域正在(zai)關(guan)注單結(jie)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)電(dian)池的(de)轉(zhuan)換(huan)(huan)效(xiao)率(lv)、穩(wen)定性(xing)和(he)降低鉛污染，有初(chu)創企業推(tui)出(chu)的(de)單結(jie)組(zu)件(jian)能量(liang)轉(zhuan)換(huan)(huan)效(xiao)率(lv)已超過17%，接近多晶硅組(zu)件(jian)的(de)轉(zhuan)換(huan)(huan)效(xiao)率(lv)，并(bing)(bing)且理(li)論(lun)(lun)成(cheng)(cheng)本更低。本研究(jiu)工作(zuo)針對傳(chuan)統(tong)三維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)光伏器(qi)(qi)件(jian)穩(wen)定性(xing)差(cha)的(de)特點(dian)，從成(cheng)(cheng)膜(mo)機(ji)理(li)上提(ti)出(chu)了(le)量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)(jing)/三維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復(fu)合結(jie)構的(de)有效(xiao)調控手(shou)(shou)段，有望(wang)從根(gen)本上提(ti)高器(qi)(qi)件(jian)的(de)使(shi)用壽命(ming)，降低器(qi)(qi)件(jian)的(de)制(zhi)備(bei)(bei)成(cheng)(cheng)本，為(wei)(wei)工業化生高效(xiao)穩(wen)定鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太陽能電(dian)池提(ti)供了(le)新的(de)技術(shu)途徑。

Advanced Materials是材(cai)料學(xue)科世界頂尖(jian)期刊(kan)，在國際材(cai)料領域(yu)享(xiang)譽盛名(ming)，當前(qian)影響因子27.39。該研究工作受到國家自然科學(xue)基金委(wei)、深(shen)圳市科創委(wei)以及深(shen)圳職業技(ji)術學(xue)院(yuan)的資(zi)助。

（霍夫曼先進材料研究(jiu)院）