近日，我校霍夫(fu)曼先進(jin)材料研(yan)究(jiu)院諾獎團隊在(zai)利用(yong)(yong)高(gao)能(neng)同步輻射對鈣鈦(tai)(tai)礦量子(zi)阱的(de)(de)形成(cheng)機理研(yan)究(jiu)領域取得重要進(jin)展：研(yan)究(jiu)團隊采用(yong)(yong)高(gao)能(neng)掠入(ru)射角X射線衍(yan)射實時(shi)表(biao)(biao)征了(le)在(zai)三(san)維鈣鈦(tai)(tai)礦表(biao)(biao)面(mian)通過旋涂(tu)長(chang)(chang)鏈有機銨鹽溶液法所制備鈣鈦(tai)(tai)礦量子(zi)阱形成(cheng)過程(cheng)，明確了(le)與長(chang)(chang)鏈有機銨分(fen)子(zi)發生反(fan)應的(de)(de)反(fan)應物；并通過追蹤反(fan)應產(chan)物在(zai)熱(re)退火(huo)前后的(de)(de)晶體(ti)結構演變，探(tan)究(jiu)了(le)鈣鈦(tai)(tai)礦量子(zi)阱形成(cheng)過程(cheng)的(de)(de)具體(ti)路徑。這(zhe)一(yi)研(yan)究(jiu)成(cheng)果發表(biao)(biao)在(zai)材料領域國際(ji)頂尖期刊《先進(jin)材料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文第(di)一(yi)作者為霍夫(fu)曼先進(jin)材料研(yan)究(jiu)院胡(hu)漢林副教授，深圳(zhen)職業技術學院為論文第(di)一(yi)完成(cheng)單位(wei)。

有(you)機(ji)(ji)-無機(ji)(ji)雜(za)化鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太陽能電(dian)(dian)池，因其優(you)異的(de)(de)光電(dian)(dian)轉(zhuan)換(huan)效率（經認證的(de)(de)單結小面積有(you)機(ji)(ji)-無機(ji)(ji)雜(za)化鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太陽能電(dian)(dian)池效率已達(da)25.5%）、較低的(de)(de)成本以及(ji)優(you)良的(de)(de)力學(xue)柔性等(deng)(deng)特點，在新能源(yuan)領域(yu)展(zhan)現出了(le)(le)巨大的(de)(de)應用前景。而基(ji)于(yu)ABX3傳統(tong)三維結構(gou)的(de)(de)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)材(cai)料由于(yu)自身(shen)的(de)(de)離子(zi)(zi)遷移，以及(ji)在外界光、熱、水(shui)等(deng)(deng)因素(su)下很(hen)容易被(bei)破壞，面臨著長期穩(wen)定性差的(de)(de)問題，嚴重制(zhi)約了(le)(le)其實際應用。科學(xue)工作者創新地通(tong)過(guo)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)(zi)阱(jing)修飾傳統(tong)的(de)(de)三維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)方(fang)法來制(zhi)備(bei)具(ju)有(you)量子(zi)(zi)阱(jing)/三維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復合結構(gou)的(de)(de)太陽能電(dian)(dian)池，使(shi)得(de)所制(zhi)備(bei)的(de)(de)器件具(ju)有(you)良好的(de)(de)耐(nai)輻照、耐(nai)高(gao)溫和耐(nai)濕度特性。現有(you)的(de)(de)報(bao)道主(zhu)要集中在器件的(de)(de)效率和穩(wen)定性，但(dan)對于(yu)量子(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)形成機(ji)(ji)理卻鮮有(you)報(bao)道，尤其是對在不同條件下的(de)(de)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)(zi)阱(jing)生長機(ji)(ji)理并不清(qing)楚。

為此，我校(xiao)研究團隊采用高(gao)能(neng)同(tong)步輻射掠入射角X射線衍射實時表征了(le)(le)在(zai)(zai)三維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦表面通過旋(xuan)涂長(chang)鏈有機(ji)(ji)(ji)銨鹽溶液法所制(zhi)備(bei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)形成過程，在(zai)(zai)了(le)(le)解鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦生(sheng)長(chang)機(ji)(ji)(ji)理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)前提下，研究了(le)(le)不(bu)同(tong)反(fan)應條(tiao)件(jian)對鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)相純度和取(qu)向有序性(xing)(xing)產生(sheng)影響(xiang)。該項(xiang)成果從(cong)(cong)化學反(fan)應的(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)(ji)(ji)理(li)上確定了(le)(le)與長(chang)鏈分(fen)子(zi)(zi)反(fan)應的(de)(de)(de)(de)(de)反(fan)應物(wu)，明(ming)確了(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)形成機(ji)(ji)(ji)理(li)，探究了(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)調控(kong)(kong)(kong)與器(qi)件(jian)效率(lv)以及穩定性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)本(ben)質聯系(xi)，并指出(chu)(chu)了(le)(le)有效的(de)(de)(de)(de)(de)調控(kong)(kong)(kong)手段，建立了(le)(le)量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)/三維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦復合結(jie)(jie)構薄膜最基礎理(li)論(lun)依據。鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦優越的(de)(de)(de)(de)(de)材料性(xing)(xing)能(neng)預示著理(li)論(lun)上它具(ju)備(bei)打破現有傳(chuan)統(tong)光伏格局的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)力，目前科研領域正(zheng)在(zai)(zai)關注單結(jie)(jie)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦電池(chi)的(de)(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)換(huan)效率(lv)、穩定性(xing)(xing)和降低(di)(di)鉛污染，有初創企業(ye)推(tui)出(chu)(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)單結(jie)(jie)組件(jian)能(neng)量(liang)轉(zhuan)換(huan)效率(lv)已(yi)超過17%，接近多晶硅(gui)組件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)換(huan)效率(lv)，并且理(li)論(lun)成本(ben)更低(di)(di)。本(ben)研究工作針(zhen)對傳(chuan)統(tong)三維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦光伏器(qi)件(jian)穩定性(xing)(xing)差的(de)(de)(de)(de)(de)特點，從(cong)(cong)成膜機(ji)(ji)(ji)理(li)上提出(chu)(chu)了(le)(le)量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)/三維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦復合結(jie)(jie)構的(de)(de)(de)(de)(de)有效調控(kong)(kong)(kong)手段，有望從(cong)(cong)根本(ben)上提高(gao)器(qi)件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)使用壽命，降低(di)(di)器(qi)件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)制(zhi)備(bei)成本(ben)，為工業(ye)化生(sheng)高(gao)效穩定鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦太陽能(neng)電池(chi)提供了(le)(le)新的(de)(de)(de)(de)(de)技術途徑。

Advanced Materials是(shi)材料(liao)學(xue)科(ke)世界頂尖(jian)期刊，在國際材料(liao)領域(yu)享譽盛名，當(dang)前影(ying)響因子27.39。該研究工作(zuo)受(shou)到國家自然(ran)科(ke)學(xue)基金委(wei)、深圳市科(ke)創委(wei)以及深圳職業技術學(xue)院的資助。

（霍夫(fu)曼先進材料研究院(yuan)）