近日，我校霍夫曼先(xian)進材料(liao)研(yan)(yan)究院諾獎團隊(dui)在(zai)利用(yong)高能(neng)同(tong)步(bu)輻射(she)對鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)(jing)的(de)形(xing)(xing)(xing)成(cheng)(cheng)機理研(yan)(yan)究領域取得重要(yao)進展：研(yan)(yan)究團隊(dui)采用(yong)高能(neng)掠入射(she)角X射(she)線衍射(she)實時表征(zheng)了在(zai)三維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)表面通過旋涂(tu)長鏈有機銨(an)鹽溶液法所制備鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)(jing)形(xing)(xing)(xing)成(cheng)(cheng)過程(cheng)，明確了與長鏈有機銨(an)分子(zi)發(fa)生反(fan)應(ying)的(de)反(fan)應(ying)物；并通過追蹤反(fan)應(ying)產物在(zai)熱退(tui)火(huo)前后的(de)晶體結構演變，探究了鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)(jing)形(xing)(xing)(xing)成(cheng)(cheng)過程(cheng)的(de)具(ju)體路(lu)徑(jing)。這(zhe)一(yi)研(yan)(yan)究成(cheng)(cheng)果發(fa)表在(zai)材料(liao)領域國際頂尖(jian)期刊《先(xian)進材料(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論(lun)文第一(yi)作者為(wei)霍夫曼先(xian)進材料(liao)研(yan)(yan)究院胡漢林副教授，深圳職業技術學(xue)院為(wei)論(lun)文第一(yi)完成(cheng)(cheng)單位。

有(you)機(ji)-無機(ji)雜化鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)太(tai)陽能電(dian)池(chi)(chi)，因(yin)其優異的(de)(de)光電(dian)轉換(huan)效率(lv)（經認證(zheng)的(de)(de)單結(jie)小面積有(you)機(ji)-無機(ji)雜化鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)太(tai)陽能電(dian)池(chi)(chi)效率(lv)已達25.5%）、較低的(de)(de)成(cheng)本以及(ji)(ji)優良(liang)的(de)(de)力(li)學(xue)柔性(xing)等特(te)點，在新能源領(ling)域展現(xian)出了巨大(da)的(de)(de)應用前景。而基于ABX3傳統(tong)三維結(jie)構的(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)材(cai)料由于自身的(de)(de)離(li)子(zi)遷移(yi)，以及(ji)(ji)在外界光、熱、水等因(yin)素下很容易(yi)被破(po)壞，面臨著長(chang)期穩(wen)定性(xing)差(cha)的(de)(de)問題，嚴重制約了其實(shi)際應用。科學(xue)工(gong)作(zuo)者創新地(di)通過(guo)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)修飾(shi)傳統(tong)的(de)(de)三維鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)方法來制備具有(you)量(liang)子(zi)阱(jing)/三維鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)復(fu)合結(jie)構的(de)(de)太(tai)陽能電(dian)池(chi)(chi)，使得所制備的(de)(de)器(qi)件具有(you)良(liang)好(hao)的(de)(de)耐(nai)輻照、耐(nai)高溫和耐(nai)濕(shi)度(du)特(te)性(xing)。現(xian)有(you)的(de)(de)報(bao)道主要(yao)集中在器(qi)件的(de)(de)效率(lv)和穩(wen)定性(xing)，但對于量(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)形(xing)成(cheng)機(ji)理卻鮮有(you)報(bao)道，尤(you)其是對在不(bu)同條件下的(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)生長(chang)機(ji)理并不(bu)清(qing)楚。

為此，我校研究(jiu)團(tuan)隊采用高能(neng)同步輻射(she)掠(lve)入射(she)角(jiao)X射(she)線衍射(she)實(shi)時表征了在(zai)(zai)三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)表面通(tong)過(guo)旋涂(tu)長(chang)鏈(lian)有(you)(you)機(ji)銨鹽溶液(ye)法(fa)所制備鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)(zi)(zi)阱形成(cheng)過(guo)程，在(zai)(zai)了解鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)生(sheng)長(chang)機(ji)理(li)的(de)(de)(de)(de)前(qian)提(ti)下，研究(jiu)了不(bu)同反應(ying)條件(jian)對鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)(de)相純度和(he)(he)取向有(you)(you)序性(xing)產生(sheng)影響。該項(xiang)成(cheng)果從化(hua)(hua)學反應(ying)的(de)(de)(de)(de)機(ji)理(li)上確(que)定了與(yu)長(chang)鏈(lian)分子(zi)(zi)(zi)反應(ying)的(de)(de)(de)(de)反應(ying)物，明確(que)了鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)(de)形成(cheng)機(ji)理(li)，探究(jiu)了鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)(de)調控與(yu)器(qi)件(jian)效(xiao)率以及穩(wen)定性(xing)的(de)(de)(de)(de)本質(zhi)聯系(xi)，并(bing)指出(chu)了有(you)(you)效(xiao)的(de)(de)(de)(de)調控手段，建(jian)立了量子(zi)(zi)(zi)阱/三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復(fu)(fu)合結構薄膜(mo)最基礎理(li)論(lun)(lun)依(yi)據。鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)優越(yue)的(de)(de)(de)(de)材料性(xing)能(neng)預(yu)示著理(li)論(lun)(lun)上它具備打破現有(you)(you)傳統光(guang)伏格局(ju)的(de)(de)(de)(de)能(neng)力，目前(qian)科(ke)研領域正在(zai)(zai)關注(zhu)單結鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)電池(chi)的(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率、穩(wen)定性(xing)和(he)(he)降低鉛污染，有(you)(you)初創(chuang)企(qi)業推出(chu)的(de)(de)(de)(de)單結組件(jian)能(neng)量轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率已(yi)超(chao)過(guo)17%，接(jie)近多晶硅組件(jian)的(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率，并(bing)且理(li)論(lun)(lun)成(cheng)本更低。本研究(jiu)工作(zuo)針對傳統三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)光(guang)伏器(qi)件(jian)穩(wen)定性(xing)差的(de)(de)(de)(de)特(te)點，從成(cheng)膜(mo)機(ji)理(li)上提(ti)出(chu)了量子(zi)(zi)(zi)阱/三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復(fu)(fu)合結構的(de)(de)(de)(de)有(you)(you)效(xiao)調控手段，有(you)(you)望從根本上提(ti)高器(qi)件(jian)的(de)(de)(de)(de)使用壽命，降低器(qi)件(jian)的(de)(de)(de)(de)制備成(cheng)本，為工業化(hua)(hua)生(sheng)高效(xiao)穩(wen)定鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太陽能(neng)電池(chi)提(ti)供(gong)了新(xin)的(de)(de)(de)(de)技術途徑。

Advanced Materials是材(cai)料(liao)學(xue)科世(shi)界頂尖期刊(kan)，在國際材(cai)料(liao)領域享(xiang)譽(yu)盛名，當(dang)前影響(xiang)因子27.39。該(gai)研(yan)究工(gong)作受(shou)到國家自然科學(xue)基金委、深圳市科創委以及深圳職業技(ji)術(shu)學(xue)院的資(zi)助。

（霍夫曼先進材料(liao)研究院）