近日，我校霍夫曼先(xian)進(jin)材料(liao)(liao)研究(jiu)院諾(nuo)獎(jiang)團隊(dui)在利(li)用高能同步輻射對鈣(gai)鈦礦(kuang)量子(zi)阱(jing)的形(xing)(xing)成機(ji)理研究(jiu)領(ling)域取得重(zhong)要進(jin)展：研究(jiu)團隊(dui)采(cai)用高能掠入(ru)射角X射線衍射實時表征了在三維鈣(gai)鈦礦(kuang)表面通過旋涂長(chang)鏈有機(ji)銨鹽溶液(ye)法所制備(bei)鈣(gai)鈦礦(kuang)量子(zi)阱(jing)形(xing)(xing)成過程，明(ming)確了與長(chang)鏈有機(ji)銨分子(zi)發生反(fan)應的反(fan)應物(wu)(wu)；并通過追(zhui)蹤反(fan)應產物(wu)(wu)在熱退(tui)火前后(hou)的晶體結構演變，探究(jiu)了鈣(gai)鈦礦(kuang)量子(zi)阱(jing)形(xing)(xing)成過程的具體路(lu)徑(jing)。這一(yi)研究(jiu)成果發表在材料(liao)(liao)領(ling)域國(guo)際頂尖期刊《先(xian)進(jin)材料(liao)(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文第一(yi)作者為霍夫曼先(xian)進(jin)材料(liao)(liao)研究(jiu)院胡漢林(lin)副教授，深圳職(zhi)業技(ji)術(shu)學(xue)院為論文第一(yi)完成單位。

有機(ji)(ji)-無(wu)機(ji)(ji)雜化鈣(gai)(gai)鈦礦太(tai)陽能(neng)電(dian)(dian)池(chi)，因其(qi)優(you)異的(de)(de)(de)(de)光電(dian)(dian)轉換效(xiao)(xiao)率（經(jing)認證的(de)(de)(de)(de)單結小(xiao)面積有機(ji)(ji)-無(wu)機(ji)(ji)雜化鈣(gai)(gai)鈦礦太(tai)陽能(neng)電(dian)(dian)池(chi)效(xiao)(xiao)率已達25.5%）、較低的(de)(de)(de)(de)成本以(yi)及(ji)優(you)良的(de)(de)(de)(de)力學(xue)柔性等(deng)(deng)特點，在新(xin)能(neng)源領(ling)域(yu)展(zhan)現出了巨大(da)的(de)(de)(de)(de)應用前景。而基于ABX3傳(chuan)統三維結構(gou)的(de)(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦礦材料由于自身的(de)(de)(de)(de)離子(zi)遷移，以(yi)及(ji)在外界光、熱、水等(deng)(deng)因素下(xia)很容易(yi)被(bei)破壞，面臨著長(chang)(chang)期穩(wen)定性差(cha)的(de)(de)(de)(de)問(wen)題，嚴重制(zhi)約了其(qi)實際(ji)應用。科(ke)學(xue)工(gong)作者(zhe)創(chuang)新(xin)地通過鈣(gai)(gai)鈦礦量子(zi)阱(jing)(jing)修飾傳(chuan)統的(de)(de)(de)(de)三維鈣(gai)(gai)鈦礦方法來制(zhi)備具有量子(zi)阱(jing)(jing)/三維鈣(gai)(gai)鈦礦復合結構(gou)的(de)(de)(de)(de)太(tai)陽能(neng)電(dian)(dian)池(chi)，使得所制(zhi)備的(de)(de)(de)(de)器件具有良好的(de)(de)(de)(de)耐(nai)輻照、耐(nai)高溫和(he)耐(nai)濕度特性。現有的(de)(de)(de)(de)報道主要集中在器件的(de)(de)(de)(de)效(xiao)(xiao)率和(he)穩(wen)定性，但對于量子(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)形成機(ji)(ji)理卻鮮有報道，尤其(qi)是對在不同條(tiao)件下(xia)的(de)(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦礦量子(zi)阱(jing)(jing)生長(chang)(chang)機(ji)(ji)理并(bing)不清楚(chu)。

為(wei)此，我校研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)團隊采用(yong)高能(neng)(neng)(neng)同(tong)步(bu)輻射掠(lve)入射角(jiao)X射線(xian)衍射實時(shi)表征了(le)(le)在(zai)三(san)(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)表面通過(guo)旋涂長鏈有(you)(you)(you)(you)機銨鹽溶液法所制(zhi)備鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子阱(jing)(jing)形成(cheng)(cheng)(cheng)過(guo)程，在(zai)了(le)(le)解鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)生長機理(li)的(de)前提下，研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)了(le)(le)不同(tong)反(fan)(fan)應條件(jian)對鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子阱(jing)(jing)的(de)相純度和(he)(he)取向有(you)(you)(you)(you)序性(xing)(xing)(xing)產生影響。該(gai)項成(cheng)(cheng)(cheng)果(guo)從化學反(fan)(fan)應的(de)機理(li)上(shang)確定(ding)(ding)了(le)(le)與(yu)長鏈分子反(fan)(fan)應的(de)反(fan)(fan)應物，明確了(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子阱(jing)(jing)的(de)形成(cheng)(cheng)(cheng)機理(li)，探(tan)究(jiu)(jiu)了(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子阱(jing)(jing)的(de)調控與(yu)器(qi)件(jian)效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)以(yi)及(ji)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)性(xing)(xing)(xing)的(de)本質(zhi)聯(lian)系，并指出了(le)(le)有(you)(you)(you)(you)效(xiao)(xiao)(xiao)的(de)調控手(shou)段，建立了(le)(le)量(liang)(liang)子阱(jing)(jing)/三(san)(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)復合結(jie)(jie)構(gou)薄膜(mo)最基礎理(li)論依據。鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)優越(yue)的(de)材料性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)預示著(zhu)理(li)論上(shang)它具備打破現有(you)(you)(you)(you)傳統光伏(fu)格局的(de)能(neng)(neng)(neng)力，目前科研(yan)(yan)領域(yu)正在(zai)關注單(dan)結(jie)(jie)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)電(dian)池的(de)轉換(huan)效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)、穩(wen)(wen)定(ding)(ding)性(xing)(xing)(xing)和(he)(he)降低鉛污(wu)染，有(you)(you)(you)(you)初(chu)創企業推出的(de)單(dan)結(jie)(jie)組件(jian)能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)轉換(huan)效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)已超(chao)過(guo)17%，接近(jin)多晶硅組件(jian)的(de)轉換(huan)效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)，并且理(li)論成(cheng)(cheng)(cheng)本更(geng)低。本研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)工(gong)作針(zhen)對傳統三(san)(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)光伏(fu)器(qi)件(jian)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)性(xing)(xing)(xing)差的(de)特點，從成(cheng)(cheng)(cheng)膜(mo)機理(li)上(shang)提出了(le)(le)量(liang)(liang)子阱(jing)(jing)/三(san)(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)復合結(jie)(jie)構(gou)的(de)有(you)(you)(you)(you)效(xiao)(xiao)(xiao)調控手(shou)段，有(you)(you)(you)(you)望從根本上(shang)提高器(qi)件(jian)的(de)使用(yong)壽命，降低器(qi)件(jian)的(de)制(zhi)備成(cheng)(cheng)(cheng)本，為(wei)工(gong)業化生高效(xiao)(xiao)(xiao)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)太陽(yang)能(neng)(neng)(neng)電(dian)池提供(gong)了(le)(le)新的(de)技術途徑。

Advanced Materials是材料(liao)學(xue)科(ke)世(shi)界頂尖期刊，在(zai)國(guo)際材料(liao)領域(yu)享譽盛名，當前影響因子27.39。該研究工(gong)作受到國(guo)家自然科(ke)學(xue)基金委、深圳市科(ke)創委以及(ji)深圳職業(ye)技術學(xue)院的資助。

（霍夫曼先進(jin)材料研究院(yuan)）