近日(ri)，我校(xiao)霍(huo)夫(fu)曼先進(jin)(jin)材(cai)(cai)料研(yan)(yan)究院(yuan)諾獎團隊(dui)在(zai)(zai)利(li)用(yong)(yong)高能同步輻射對鈣(gai)鈦礦(kuang)量(liang)(liang)子阱(jing)的(de)(de)形(xing)成機(ji)理(li)研(yan)(yan)究領域取得重要進(jin)(jin)展(zhan)：研(yan)(yan)究團隊(dui)采用(yong)(yong)高能掠入射角(jiao)X射線衍射實時表征了在(zai)(zai)三(san)維(wei)鈣(gai)鈦礦(kuang)表面通(tong)過(guo)旋(xuan)涂長(chang)鏈(lian)有(you)機(ji)銨(an)鹽溶液法所制備鈣(gai)鈦礦(kuang)量(liang)(liang)子阱(jing)形(xing)成過(guo)程，明確了與長(chang)鏈(lian)有(you)機(ji)銨(an)分(fen)子發(fa)生反應(ying)的(de)(de)反應(ying)物；并通(tong)過(guo)追蹤反應(ying)產物在(zai)(zai)熱退火前(qian)后的(de)(de)晶體結構演變，探究了鈣(gai)鈦礦(kuang)量(liang)(liang)子阱(jing)形(xing)成過(guo)程的(de)(de)具體路(lu)徑。這(zhe)一研(yan)(yan)究成果發(fa)表在(zai)(zai)材(cai)(cai)料領域國際(ji)頂尖期刊(kan)《先進(jin)(jin)材(cai)(cai)料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文(wen)第一作者為霍(huo)夫(fu)曼先進(jin)(jin)材(cai)(cai)料研(yan)(yan)究院(yuan)胡漢林(lin)副教授，深圳職(zhi)業技術學院(yuan)為論文(wen)第一完成單位。

有(you)(you)(you)機-無機雜(za)化(hua)鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)太(tai)陽能(neng)(neng)電池(chi)(chi)，因其(qi)優(you)異的(de)(de)(de)光電轉(zhuan)換效率(lv)（經認證的(de)(de)(de)單結(jie)小面積(ji)有(you)(you)(you)機-無機雜(za)化(hua)鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)太(tai)陽能(neng)(neng)電池(chi)(chi)效率(lv)已達(da)25.5%）、較低的(de)(de)(de)成本(ben)以及(ji)優(you)良的(de)(de)(de)力學(xue)柔(rou)性等(deng)特點，在新能(neng)(neng)源領(ling)域(yu)展(zhan)現(xian)出了巨大的(de)(de)(de)應用前景。而基于(yu)ABX3傳統三(san)維結(jie)構的(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)材料由于(yu)自身(shen)的(de)(de)(de)離子(zi)遷移，以及(ji)在外(wai)界光、熱、水等(deng)因素(su)下很容易被破(po)壞，面臨著長期穩定性差的(de)(de)(de)問(wen)題(ti)，嚴重(zhong)制約了其(qi)實際應用。科(ke)學(xue)工作(zuo)者創新地通過鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)量(liang)子(zi)阱修飾(shi)傳統的(de)(de)(de)三(san)維鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)方法來制備(bei)具有(you)(you)(you)量(liang)子(zi)阱/三(san)維鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)復合結(jie)構的(de)(de)(de)太(tai)陽能(neng)(neng)電池(chi)(chi)，使得(de)所制備(bei)的(de)(de)(de)器件具有(you)(you)(you)良好的(de)(de)(de)耐輻(fu)照、耐高溫(wen)和耐濕度特性。現(xian)有(you)(you)(you)的(de)(de)(de)報道主要集中在器件的(de)(de)(de)效率(lv)和穩定性，但(dan)對于(yu)量(liang)子(zi)阱的(de)(de)(de)形(xing)成機理卻(que)鮮有(you)(you)(you)報道，尤其(qi)是對在不(bu)同(tong)條件下的(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)量(liang)子(zi)阱生長機理并(bing)不(bu)清(qing)楚。

為此，我校研(yan)究(jiu)團隊(dui)采用高(gao)(gao)能(neng)(neng)同(tong)步輻射掠入(ru)射角X射線衍射實(shi)時表征了(le)在(zai)三維(wei)(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)表面通過(guo)旋涂長(chang)鏈有(you)(you)機銨鹽溶(rong)液法所制備(bei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)阱(jing)形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)過(guo)程，在(zai)了(le)解(jie)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)生(sheng)長(chang)機理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)前提(ti)下，研(yan)究(jiu)了(le)不同(tong)反(fan)應條件(jian)(jian)對(dui)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)相純度(du)和取向有(you)(you)序性(xing)產生(sheng)影響。該項(xiang)成(cheng)(cheng)(cheng)果從(cong)化(hua)學反(fan)應的(de)(de)(de)(de)(de)機理(li)(li)上確定了(le)與(yu)長(chang)鏈分子(zi)(zi)(zi)(zi)反(fan)應的(de)(de)(de)(de)(de)反(fan)應物，明(ming)確了(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)機理(li)(li)，探究(jiu)了(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)調(diao)控(kong)與(yu)器件(jian)(jian)效(xiao)率以及(ji)穩(wen)定性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)本(ben)質聯(lian)系，并(bing)指出了(le)有(you)(you)效(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)調(diao)控(kong)手段(duan)，建立了(le)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)阱(jing)/三維(wei)(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復合(he)結(jie)構(gou)薄膜最基(ji)礎(chu)理(li)(li)論依據。鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)優(you)越(yue)的(de)(de)(de)(de)(de)材料性(xing)能(neng)(neng)預(yu)示著理(li)(li)論上它具備(bei)打(da)破現有(you)(you)傳統(tong)光伏格局(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)力(li)，目(mu)前科研(yan)領域正在(zai)關(guan)注單結(jie)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)電(dian)池(chi)的(de)(de)(de)(de)(de)轉換(huan)效(xiao)率、穩(wen)定性(xing)和降低鉛污染，有(you)(you)初(chu)創(chuang)企業(ye)(ye)推出的(de)(de)(de)(de)(de)單結(jie)組(zu)件(jian)(jian)能(neng)(neng)量(liang)轉換(huan)效(xiao)率已超過(guo)17%，接近多晶硅組(zu)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)轉換(huan)效(xiao)率，并(bing)且理(li)(li)論成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)更低。本(ben)研(yan)究(jiu)工(gong)作針對(dui)傳統(tong)三維(wei)(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)光伏器件(jian)(jian)穩(wen)定性(xing)差(cha)的(de)(de)(de)(de)(de)特(te)點，從(cong)成(cheng)(cheng)(cheng)膜機理(li)(li)上提(ti)出了(le)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)阱(jing)/三維(wei)(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復合(he)結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)有(you)(you)效(xiao)調(diao)控(kong)手段(duan)，有(you)(you)望從(cong)根本(ben)上提(ti)高(gao)(gao)器件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)使用壽命，降低器件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)制備(bei)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)，為工(gong)業(ye)(ye)化(hua)生(sheng)高(gao)(gao)效(xiao)穩(wen)定鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)太陽能(neng)(neng)電(dian)池(chi)提(ti)供(gong)了(le)新的(de)(de)(de)(de)(de)技術(shu)途(tu)徑(jing)。

Advanced Materials是材(cai)料(liao)學科世界頂尖(jian)期刊，在國(guo)際材(cai)料(liao)領域享譽盛名，當前影響因子27.39。該研究工作(zuo)受到國(guo)家自然科學基金委、深圳市科創委以及(ji)深圳職業技術學院(yuan)的資助。

（霍夫曼先進材料研究院）