近日，我校霍夫曼(man)(man)先(xian)進材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)研(yan)(yan)(yan)究院諾獎團隊在(zai)利用高(gao)能同(tong)步(bu)輻射(she)對鈣鈦礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)形成(cheng)機(ji)(ji)理研(yan)(yan)(yan)究領域(yu)取得重要進展：研(yan)(yan)(yan)究團隊采用高(gao)能掠(lve)入射(she)角(jiao)X射(she)線衍射(she)實時表征了在(zai)三維鈣鈦礦(kuang)表面通過旋(xuan)涂長鏈有機(ji)(ji)銨鹽溶液法所制(zhi)備鈣鈦礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)形成(cheng)過程(cheng)，明(ming)確了與長鏈有機(ji)(ji)銨分子(zi)發生反(fan)應(ying)(ying)的(de)(de)反(fan)應(ying)(ying)物(wu)；并通過追蹤反(fan)應(ying)(ying)產物(wu)在(zai)熱退火前后(hou)的(de)(de)晶(jing)體結構(gou)演(yan)變，探究了鈣鈦礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)形成(cheng)過程(cheng)的(de)(de)具體路(lu)徑。這一研(yan)(yan)(yan)究成(cheng)果發表在(zai)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)領域(yu)國際頂尖期(qi)刊《先(xian)進材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論(lun)文第一作者(zhe)為(wei)霍夫曼(man)(man)先(xian)進材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)研(yan)(yan)(yan)究院胡漢(han)林副(fu)教(jiao)授(shou)，深圳職業技術(shu)學院為(wei)論(lun)文第一完成(cheng)單位。

有機-無機雜化鈣(gai)鈦礦(kuang)太陽(yang)能電(dian)池(chi)，因其(qi)優異的(de)光電(dian)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率（經認證的(de)單結小面積有機-無機雜化鈣(gai)鈦礦(kuang)太陽(yang)能電(dian)池(chi)效(xiao)率已(yi)達25.5%）、較低的(de)成本以及優良(liang)的(de)力學柔(rou)性(xing)等特點，在(zai)新(xin)能源(yuan)領域展現出了(le)巨大的(de)應用前景。而基(ji)于(yu)ABX3傳統三維(wei)結構(gou)的(de)鈣(gai)鈦礦(kuang)材料由于(yu)自(zi)身的(de)離子(zi)(zi)遷移，以及在(zai)外界(jie)光、熱、水等因素下(xia)很容(rong)易被破壞，面臨(lin)著長(chang)期穩定(ding)性(xing)差的(de)問題，嚴重制(zhi)約了(le)其(qi)實際應用。科學工作者創(chuang)新(xin)地通過(guo)鈣(gai)鈦礦(kuang)量子(zi)(zi)阱(jing)修飾傳統的(de)三維(wei)鈣(gai)鈦礦(kuang)方法來(lai)制(zhi)備(bei)具有量子(zi)(zi)阱(jing)/三維(wei)鈣(gai)鈦礦(kuang)復合結構(gou)的(de)太陽(yang)能電(dian)池(chi)，使得所制(zhi)備(bei)的(de)器件(jian)(jian)具有良(liang)好的(de)耐輻(fu)照、耐高溫(wen)和耐濕(shi)度特性(xing)。現有的(de)報(bao)道主要(yao)集中在(zai)器件(jian)(jian)的(de)效(xiao)率和穩定(ding)性(xing)，但對于(yu)量子(zi)(zi)阱(jing)的(de)形(xing)成機理(li)卻(que)鮮(xian)有報(bao)道，尤其(qi)是(shi)對在(zai)不同條件(jian)(jian)下(xia)的(de)鈣(gai)鈦礦(kuang)量子(zi)(zi)阱(jing)生(sheng)長(chang)機理(li)并不清楚。

為此，我校(xiao)研究(jiu)團隊(dui)采用高能同步(bu)輻射掠入射角X射線衍射實(shi)時表征了(le)(le)在(zai)三(san)(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)表面通過(guo)旋涂長鏈有機銨鹽溶液法所制備(bei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)形成(cheng)過(guo)程，在(zai)了(le)(le)解(jie)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)生(sheng)(sheng)長機理(li)(li)的(de)(de)(de)前(qian)提(ti)(ti)(ti)下，研究(jiu)了(le)(le)不同反應(ying)條件(jian)對鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)相純度和(he)取向有序性(xing)產(chan)生(sheng)(sheng)影響。該項成(cheng)果(guo)從(cong)(cong)化(hua)學反應(ying)的(de)(de)(de)機理(li)(li)上確(que)定(ding)(ding)了(le)(le)與長鏈分子(zi)(zi)(zi)反應(ying)的(de)(de)(de)反應(ying)物，明確(que)了(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)形成(cheng)機理(li)(li)，探究(jiu)了(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)調控(kong)與器(qi)(qi)件(jian)效(xiao)率以及(ji)穩定(ding)(ding)性(xing)的(de)(de)(de)本質聯系，并指出(chu)了(le)(le)有效(xiao)的(de)(de)(de)調控(kong)手(shou)段(duan)，建立了(le)(le)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)/三(san)(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復合結(jie)構(gou)薄膜最基礎理(li)(li)論依據。鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)優越的(de)(de)(de)材料性(xing)能預示著理(li)(li)論上它具備(bei)打破(po)現有傳統光伏格(ge)局(ju)的(de)(de)(de)能力，目(mu)前(qian)科研領域正(zheng)在(zai)關(guan)注單結(jie)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)電池的(de)(de)(de)轉換(huan)效(xiao)率、穩定(ding)(ding)性(xing)和(he)降(jiang)(jiang)低鉛污染，有初(chu)創企(qi)業(ye)推(tui)出(chu)的(de)(de)(de)單結(jie)組件(jian)能量(liang)(liang)轉換(huan)效(xiao)率已超過(guo)17%，接近多(duo)晶硅(gui)組件(jian)的(de)(de)(de)轉換(huan)效(xiao)率，并且理(li)(li)論成(cheng)本更低。本研究(jiu)工作針對傳統三(san)(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)光伏器(qi)(qi)件(jian)穩定(ding)(ding)性(xing)差(cha)的(de)(de)(de)特點，從(cong)(cong)成(cheng)膜機理(li)(li)上提(ti)(ti)(ti)出(chu)了(le)(le)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)/三(san)(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復合結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)有效(xiao)調控(kong)手(shou)段(duan)，有望(wang)從(cong)(cong)根本上提(ti)(ti)(ti)高器(qi)(qi)件(jian)的(de)(de)(de)使用壽命，降(jiang)(jiang)低器(qi)(qi)件(jian)的(de)(de)(de)制備(bei)成(cheng)本，為工業(ye)化(hua)生(sheng)(sheng)高效(xiao)穩定(ding)(ding)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)太陽能電池提(ti)(ti)(ti)供了(le)(le)新的(de)(de)(de)技術途徑。

Advanced Materials是(shi)材料(liao)學(xue)科(ke)(ke)世界頂尖期刊(kan)，在國(guo)(guo)際材料(liao)領域享(xiang)譽盛名，當前影響因子27.39。該研究(jiu)工作受到國(guo)(guo)家自然(ran)科(ke)(ke)學(xue)基(ji)金(jin)委、深圳市(shi)科(ke)(ke)創(chuang)委以及深圳職業技術(shu)學(xue)院的資助。

（霍夫曼先進材料研(yan)究院）