近日，我校霍(huo)夫(fu)曼(man)先(xian)(xian)進(jin)(jin)材(cai)料研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)院(yuan)諾獎團隊在利用高(gao)能(neng)同步輻射(she)(she)對鈣鈦(tai)礦量(liang)子阱的(de)形(xing)成(cheng)機理(li)研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)領域(yu)取得重(zhong)要進(jin)(jin)展：研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)團隊采(cai)用高(gao)能(neng)掠入射(she)(she)角X射(she)(she)線(xian)衍射(she)(she)實(shi)時表征了在三維鈣鈦(tai)礦表面通過(guo)(guo)旋涂長鏈(lian)有機銨(an)鹽溶液法(fa)所制備鈣鈦(tai)礦量(liang)子阱形(xing)成(cheng)過(guo)(guo)程(cheng)，明(ming)確了與(yu)長鏈(lian)有機銨(an)分子發(fa)生反(fan)(fan)應的(de)反(fan)(fan)應物；并通過(guo)(guo)追蹤反(fan)(fan)應產物在熱退火前后的(de)晶(jing)體(ti)結構演變，探究(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)了鈣鈦(tai)礦量(liang)子阱形(xing)成(cheng)過(guo)(guo)程(cheng)的(de)具體(ti)路徑(jing)。這一研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)成(cheng)果發(fa)表在材(cai)料領域(yu)國際(ji)頂尖期(qi)刊《先(xian)(xian)進(jin)(jin)材(cai)料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上(shang)，論文第一作者(zhe)為(wei)霍(huo)夫(fu)曼(man)先(xian)(xian)進(jin)(jin)材(cai)料研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)院(yuan)胡漢林副教授，深圳(zhen)職業技術學院(yuan)為(wei)論文第一完成(cheng)單位(wei)。

有機-無(wu)機雜(za)化(hua)(hua)鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)太(tai)陽(yang)能電(dian)池，因其優異(yi)的(de)(de)(de)光(guang)電(dian)轉換效率(lv)（經認證的(de)(de)(de)單(dan)結小面積有機-無(wu)機雜(za)化(hua)(hua)鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)太(tai)陽(yang)能電(dian)池效率(lv)已達25.5%）、較低的(de)(de)(de)成本以及優良(liang)的(de)(de)(de)力學柔(rou)性等特(te)點(dian)，在新能源(yuan)領域展現(xian)(xian)出了(le)巨大的(de)(de)(de)應用前景。而基于(yu)ABX3傳統三(san)維結構的(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)材料由(you)于(yu)自(zi)身(shen)的(de)(de)(de)離子遷移，以及在外界光(guang)、熱、水等因素下很容(rong)易被破(po)壞，面臨(lin)著長(chang)期穩(wen)定性差的(de)(de)(de)問題，嚴重制(zhi)約了(le)其實際應用。科學工(gong)作者創新地(di)通過鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)量(liang)子阱修飾傳統的(de)(de)(de)三(san)維鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)方法來制(zhi)備具有量(liang)子阱/三(san)維鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)復合(he)結構的(de)(de)(de)太(tai)陽(yang)能電(dian)池，使得所(suo)制(zhi)備的(de)(de)(de)器(qi)件具有良(liang)好的(de)(de)(de)耐輻(fu)照、耐高溫和耐濕度(du)特(te)性。現(xian)(xian)有的(de)(de)(de)報道主要集中在器(qi)件的(de)(de)(de)效率(lv)和穩(wen)定性，但對于(yu)量(liang)子阱的(de)(de)(de)形成機理卻(que)鮮有報道，尤其是對在不(bu)同條(tiao)件下的(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)量(liang)子阱生長(chang)機理并不(bu)清楚(chu)。

為此(ci)，我校研(yan)究(jiu)團隊采用高(gao)能同步輻(fu)射(she)掠(lve)入射(she)角(jiao)X射(she)線衍射(she)實時(shi)表(biao)征(zheng)了(le)(le)在三(san)(san)維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)表(biao)面通過旋(xuan)涂長(chang)鏈(lian)有(you)(you)機(ji)(ji)銨鹽(yan)溶液法所制備鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量子(zi)(zi)阱(jing)形(xing)成(cheng)過程，在了(le)(le)解鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)生(sheng)長(chang)機(ji)(ji)理的(de)(de)(de)前提下，研(yan)究(jiu)了(le)(le)不(bu)同反(fan)(fan)應(ying)(ying)條件(jian)對鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量子(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)相純度和(he)取向有(you)(you)序性(xing)產生(sheng)影響。該項成(cheng)果從化學反(fan)(fan)應(ying)(ying)的(de)(de)(de)機(ji)(ji)理上(shang)確定了(le)(le)與(yu)長(chang)鏈(lian)分子(zi)(zi)反(fan)(fan)應(ying)(ying)的(de)(de)(de)反(fan)(fan)應(ying)(ying)物，明(ming)確了(le)(le)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量子(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)形(xing)成(cheng)機(ji)(ji)理，探究(jiu)了(le)(le)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量子(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)調控與(yu)器(qi)(qi)件(jian)效(xiao)率以及穩定性(xing)的(de)(de)(de)本質聯(lian)系(xi)，并(bing)指出(chu)了(le)(le)有(you)(you)效(xiao)的(de)(de)(de)調控手(shou)(shou)段，建(jian)立(li)了(le)(le)量子(zi)(zi)阱(jing)/三(san)(san)維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復(fu)合(he)結(jie)構(gou)薄膜最基礎理論依據。鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)優越(yue)的(de)(de)(de)材(cai)料性(xing)能預(yu)示著理論上(shang)它具備打破現有(you)(you)傳(chuan)統(tong)光(guang)伏(fu)格局的(de)(de)(de)能力，目(mu)前科研(yan)領域正在關注單結(jie)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)電池(chi)的(de)(de)(de)轉(zhuan)換效(xiao)率、穩定性(xing)和(he)降低(di)(di)鉛(qian)污(wu)染(ran)，有(you)(you)初創企業推(tui)出(chu)的(de)(de)(de)單結(jie)組件(jian)能量轉(zhuan)換效(xiao)率已超過17%，接近多晶硅組件(jian)的(de)(de)(de)轉(zhuan)換效(xiao)率，并(bing)且(qie)理論成(cheng)本更低(di)(di)。本研(yan)究(jiu)工作針對傳(chuan)統(tong)三(san)(san)維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)光(guang)伏(fu)器(qi)(qi)件(jian)穩定性(xing)差的(de)(de)(de)特(te)點，從成(cheng)膜機(ji)(ji)理上(shang)提出(chu)了(le)(le)量子(zi)(zi)阱(jing)/三(san)(san)維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復(fu)合(he)結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)有(you)(you)效(xiao)調控手(shou)(shou)段，有(you)(you)望從根本上(shang)提高(gao)器(qi)(qi)件(jian)的(de)(de)(de)使用壽命，降低(di)(di)器(qi)(qi)件(jian)的(de)(de)(de)制備成(cheng)本，為工業化生(sheng)高(gao)效(xiao)穩定鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)太陽(yang)能電池(chi)提供了(le)(le)新(xin)的(de)(de)(de)技術途(tu)徑。

Advanced Materials是(shi)材料學科(ke)(ke)世(shi)界頂(ding)尖期刊(kan)，在國際(ji)材料領域享譽(yu)盛名(ming)，當前影響因子27.39。該研究工(gong)作(zuo)受到國家自然科(ke)(ke)學基金委(wei)、深圳(zhen)市科(ke)(ke)創委(wei)以及深圳(zhen)職業(ye)技術(shu)學院的資助。

（霍夫曼先(xian)進材料研究院(yuan)）