近日，我(wo)校霍夫曼(man)先進(jin)材料研究(jiu)院諾獎團隊在(zai)(zai)利用(yong)高(gao)能(neng)同步輻射對鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦量子(zi)(zi)阱的形成(cheng)機理研究(jiu)領域取得(de)重(zhong)要(yao)進(jin)展(zhan)：研究(jiu)團隊采(cai)用(yong)高(gao)能(neng)掠入(ru)射角(jiao)X射線(xian)衍射實時表征了(le)在(zai)(zai)三(san)維鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦表面通過(guo)(guo)旋涂長(chang)鏈有機銨(an)鹽溶液法(fa)所制備(bei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦量子(zi)(zi)阱形成(cheng)過(guo)(guo)程，明(ming)確(que)了(le)與長(chang)鏈有機銨(an)分子(zi)(zi)發生反應(ying)的反應(ying)物(wu)；并(bing)通過(guo)(guo)追蹤反應(ying)產物(wu)在(zai)(zai)熱退火(huo)前后的晶體(ti)結構(gou)演變，探究(jiu)了(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦量子(zi)(zi)阱形成(cheng)過(guo)(guo)程的具體(ti)路(lu)徑。這(zhe)一研究(jiu)成(cheng)果(guo)發表在(zai)(zai)材料領域國際頂尖期刊《先進(jin)材料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文第(di)(di)一作者(zhe)為(wei)霍夫曼(man)先進(jin)材料研究(jiu)院胡漢林副教授，深圳職(zhi)業技術(shu)學院為(wei)論文第(di)(di)一完成(cheng)單位。

有(you)(you)機(ji)(ji)(ji)-無機(ji)(ji)(ji)雜化(hua)鈣鈦(tai)(tai)礦太陽(yang)能(neng)電池，因其(qi)(qi)優(you)異的(de)(de)(de)(de)光電轉換效率（經認證的(de)(de)(de)(de)單結(jie)(jie)小面積有(you)(you)機(ji)(ji)(ji)-無機(ji)(ji)(ji)雜化(hua)鈣鈦(tai)(tai)礦太陽(yang)能(neng)電池效率已達(da)25.5%）、較低的(de)(de)(de)(de)成本以及(ji)優(you)良的(de)(de)(de)(de)力學柔性等特點，在(zai)新(xin)能(neng)源領域展現(xian)出了巨大的(de)(de)(de)(de)應用(yong)前(qian)景。而(er)基于(yu)ABX3傳(chuan)統(tong)三維(wei)結(jie)(jie)構的(de)(de)(de)(de)鈣鈦(tai)(tai)礦材料由于(yu)自身的(de)(de)(de)(de)離子(zi)(zi)遷移，以及(ji)在(zai)外(wai)界光、熱、水等因素下很(hen)容(rong)易(yi)被(bei)破壞，面臨著長(chang)期穩(wen)定性差的(de)(de)(de)(de)問(wen)題，嚴重制(zhi)(zhi)約了其(qi)(qi)實際應用(yong)。科學工作者創新(xin)地(di)通過鈣鈦(tai)(tai)礦量子(zi)(zi)阱修飾傳(chuan)統(tong)的(de)(de)(de)(de)三維(wei)鈣鈦(tai)(tai)礦方法來制(zhi)(zhi)備具(ju)有(you)(you)量子(zi)(zi)阱/三維(wei)鈣鈦(tai)(tai)礦復合結(jie)(jie)構的(de)(de)(de)(de)太陽(yang)能(neng)電池，使得所制(zhi)(zhi)備的(de)(de)(de)(de)器件具(ju)有(you)(you)良好的(de)(de)(de)(de)耐輻照、耐高溫(wen)和(he)耐濕度(du)特性。現(xian)有(you)(you)的(de)(de)(de)(de)報道主要集(ji)中在(zai)器件的(de)(de)(de)(de)效率和(he)穩(wen)定性，但(dan)對于(yu)量子(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)(de)形成機(ji)(ji)(ji)理卻鮮有(you)(you)報道，尤其(qi)(qi)是(shi)對在(zai)不(bu)同條件下的(de)(de)(de)(de)鈣鈦(tai)(tai)礦量子(zi)(zi)阱生長(chang)機(ji)(ji)(ji)理并不(bu)清(qing)楚。

為此，我(wo)校研(yan)究團隊采(cai)用高能(neng)同步(bu)輻射(she)(she)掠入射(she)(she)角X射(she)(she)線衍射(she)(she)實時表征了(le)(le)(le)(le)在三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)表面通過(guo)旋涂長鏈有(you)機銨鹽溶液法(fa)所制備(bei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)過(guo)程(cheng)，在了(le)(le)(le)(le)解鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)生長機理(li)的(de)(de)(de)(de)前(qian)(qian)提(ti)(ti)下，研(yan)究了(le)(le)(le)(le)不同反應條件(jian)(jian)(jian)(jian)對鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)相(xiang)純度和取向(xiang)有(you)序性(xing)(xing)產生影響。該項(xiang)成(cheng)(cheng)(cheng)果從(cong)化(hua)(hua)學反應的(de)(de)(de)(de)機理(li)上(shang)確定(ding)了(le)(le)(le)(le)與長鏈分子(zi)(zi)反應的(de)(de)(de)(de)反應物，明(ming)確了(le)(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)機理(li)，探究了(le)(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)調控(kong)與器(qi)件(jian)(jian)(jian)(jian)效(xiao)(xiao)率以及(ji)穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)本(ben)質聯系，并(bing)指(zhi)出了(le)(le)(le)(le)有(you)效(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)(de)調控(kong)手段，建立(li)了(le)(le)(le)(le)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)/三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)復合結(jie)構薄膜最基礎(chu)理(li)論依據。鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)優(you)越的(de)(de)(de)(de)材料性(xing)(xing)能(neng)預示(shi)著理(li)論上(shang)它具(ju)備(bei)打破現有(you)傳統光伏格局的(de)(de)(de)(de)能(neng)力，目前(qian)(qian)科研(yan)領(ling)域正在關注單(dan)(dan)結(jie)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)電池(chi)的(de)(de)(de)(de)轉換(huan)效(xiao)(xiao)率、穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)和降低(di)(di)鉛污染，有(you)初(chu)創企業推出的(de)(de)(de)(de)單(dan)(dan)結(jie)組(zu)件(jian)(jian)(jian)(jian)能(neng)量(liang)(liang)(liang)轉換(huan)效(xiao)(xiao)率已(yi)超過(guo)17%，接近多晶(jing)硅(gui)組(zu)件(jian)(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)轉換(huan)效(xiao)(xiao)率，并(bing)且(qie)理(li)論成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)更低(di)(di)。本(ben)研(yan)究工(gong)作針對傳統三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)光伏器(qi)件(jian)(jian)(jian)(jian)穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)差(cha)的(de)(de)(de)(de)特(te)點(dian)，從(cong)成(cheng)(cheng)(cheng)膜機理(li)上(shang)提(ti)(ti)出了(le)(le)(le)(le)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)/三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)復合結(jie)構的(de)(de)(de)(de)有(you)效(xiao)(xiao)調控(kong)手段，有(you)望從(cong)根本(ben)上(shang)提(ti)(ti)高器(qi)件(jian)(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)使(shi)用壽命，降低(di)(di)器(qi)件(jian)(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)制備(bei)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)，為工(gong)業化(hua)(hua)生高效(xiao)(xiao)穩(wen)定(ding)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)太陽能(neng)電池(chi)提(ti)(ti)供(gong)了(le)(le)(le)(le)新的(de)(de)(de)(de)技術途徑。

Advanced Materials是(shi)材(cai)料學科世界頂尖期刊，在國際材(cai)料領域(yu)享(xiang)譽盛名，當前(qian)影響因子27.39。該研(yan)究工作受到國家自然科學基金委、深(shen)圳市科創委以及深(shen)圳職業技術學院的資(zi)助(zhu)。

（霍夫曼先進(jin)材(cai)料研究院）