近(jin)日，我(wo)校霍夫(fu)曼先進(jin)(jin)材(cai)料(liao)(liao)研(yan)究(jiu)院諾(nuo)獎團隊在(zai)利用高能(neng)同步輻(fu)射(she)對鈣鈦礦(kuang)量子(zi)阱(jing)的形成機理研(yan)究(jiu)領域取得重要進(jin)(jin)展：研(yan)究(jiu)團隊采用高能(neng)掠入射(she)角X射(she)線衍射(she)實時(shi)表征了(le)在(zai)三維鈣鈦礦(kuang)表面通過(guo)旋涂長(chang)鏈有(you)機銨(an)鹽溶液法所制備(bei)鈣鈦礦(kuang)量子(zi)阱(jing)形成過(guo)程(cheng)，明(ming)確了(le)與長(chang)鏈有(you)機銨(an)分子(zi)發(fa)生(sheng)反應的反應物；并通過(guo)追蹤反應產物在(zai)熱退火前后的晶體結構演變，探究(jiu)了(le)鈣鈦礦(kuang)量子(zi)阱(jing)形成過(guo)程(cheng)的具(ju)體路徑。這(zhe)一研(yan)究(jiu)成果發(fa)表在(zai)材(cai)料(liao)(liao)領域國際(ji)頂(ding)尖(jian)期刊《先進(jin)(jin)材(cai)料(liao)(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論(lun)文(wen)第一作者為(wei)霍夫(fu)曼先進(jin)(jin)材(cai)料(liao)(liao)研(yan)究(jiu)院胡漢林副(fu)教授，深(shen)圳職業技術學院為(wei)論(lun)文(wen)第一完成單位。

有機-無(wu)機雜(za)化鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)太(tai)陽能(neng)電(dian)(dian)池(chi)，因(yin)其(qi)優異的(de)(de)光電(dian)(dian)轉換(huan)效(xiao)率(lv)(lv)（經認(ren)證的(de)(de)單結(jie)小面積有機-無(wu)機雜(za)化鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)太(tai)陽能(neng)電(dian)(dian)池(chi)效(xiao)率(lv)(lv)已(yi)達(da)25.5%）、較低的(de)(de)成本以及(ji)優良(liang)(liang)的(de)(de)力學(xue)柔性(xing)等特(te)點，在(zai)(zai)(zai)新能(neng)源領(ling)域展現出了巨大(da)的(de)(de)應(ying)(ying)用前景。而(er)基于(yu)ABX3傳統三維結(jie)構(gou)的(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)材料(liao)由(you)于(yu)自身的(de)(de)離子(zi)遷移，以及(ji)在(zai)(zai)(zai)外界光、熱、水等因(yin)素下很容易被破壞，面臨著長(chang)(chang)期穩定性(xing)差的(de)(de)問題，嚴重制(zhi)約了其(qi)實際應(ying)(ying)用。科學(xue)工作者創新地通過鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)修飾傳統的(de)(de)三維鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)方法來制(zhi)備具有量(liang)子(zi)阱(jing)/三維鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)復合(he)結(jie)構(gou)的(de)(de)太(tai)陽能(neng)電(dian)(dian)池(chi)，使得所制(zhi)備的(de)(de)器件具有良(liang)(liang)好的(de)(de)耐(nai)輻照(zhao)、耐(nai)高溫和耐(nai)濕度特(te)性(xing)。現有的(de)(de)報道主(zhu)要集中在(zai)(zai)(zai)器件的(de)(de)效(xiao)率(lv)(lv)和穩定性(xing)，但對于(yu)量(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)形成機理卻鮮有報道，尤其(qi)是對在(zai)(zai)(zai)不同(tong)條件下的(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)生長(chang)(chang)機理并不清楚。

為(wei)此，我校(xiao)研(yan)究(jiu)團隊采用(yong)高能(neng)同步(bu)輻射掠入射角X射線衍射實時表征了(le)(le)(le)在(zai)三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)表面通過旋(xuan)涂長鏈有機(ji)銨鹽溶液法所制(zhi)備鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)形(xing)成(cheng)(cheng)過程，在(zai)了(le)(le)(le)解鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)生長機(ji)理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)前(qian)提下，研(yan)究(jiu)了(le)(le)(le)不同反(fan)應(ying)(ying)條件(jian)對(dui)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)純(chun)度和(he)取向有序性(xing)(xing)(xing)產(chan)生影響。該項成(cheng)(cheng)果從化學反(fan)應(ying)(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)理(li)上(shang)確定(ding)了(le)(le)(le)與長鏈分(fen)子(zi)(zi)(zi)反(fan)應(ying)(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)反(fan)應(ying)(ying)物，明確了(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)成(cheng)(cheng)機(ji)理(li)，探究(jiu)了(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)調控與器件(jian)效率以及(ji)穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)本(ben)質聯系，并指出(chu)了(le)(le)(le)有效的(de)(de)(de)(de)(de)調控手段，建立了(le)(le)(le)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)/三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復合結構(gou)薄膜最(zui)基礎理(li)論依據。鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)優(you)越的(de)(de)(de)(de)(de)材料性(xing)(xing)(xing)能(neng)預示著理(li)論上(shang)它具備打破(po)現有傳統光(guang)伏格局(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)力(li)，目前(qian)科研(yan)領(ling)域(yu)正在(zai)關注(zhu)單結鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)電池的(de)(de)(de)(de)(de)轉換(huan)效率、穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)(xing)和(he)降低鉛污染，有初創企業推出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)單結組件(jian)能(neng)量(liang)(liang)(liang)轉換(huan)效率已超過17%，接近多晶硅(gui)組件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)轉換(huan)效率，并且理(li)論成(cheng)(cheng)本(ben)更低。本(ben)研(yan)究(jiu)工(gong)作(zuo)針對(dui)傳統三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)光(guang)伏器件(jian)穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)(xing)差的(de)(de)(de)(de)(de)特點，從成(cheng)(cheng)膜機(ji)理(li)上(shang)提出(chu)了(le)(le)(le)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)/三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復合結構(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)有效調控手段，有望從根(gen)本(ben)上(shang)提高器件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)使用(yong)壽命(ming)，降低器件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)制(zhi)備成(cheng)(cheng)本(ben)，為(wei)工(gong)業化生高效穩(wen)定(ding)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太陽能(neng)電池提供了(le)(le)(le)新的(de)(de)(de)(de)(de)技(ji)術途(tu)徑。

Advanced Materials是材(cai)料學科世界頂尖期刊，在國際材(cai)料領域享譽(yu)盛名，當(dang)前影響因子(zi)27.39。該研究工作受到國家自然科學基金委(wei)、深圳(zhen)市科創委(wei)以及深圳(zhen)職業技(ji)術學院的(de)資助。

（霍夫(fu)曼先進材料(liao)研(yan)究院）