近日，我校霍夫曼先進(jin)材(cai)料(liao)(liao)研究院(yuan)(yuan)諾獎(jiang)團隊(dui)(dui)在(zai)利用高能(neng)同步輻射對鈣鈦礦(kuang)量(liang)子阱(jing)的(de)形(xing)成(cheng)(cheng)機(ji)理研究領域(yu)取得重要進(jin)展(zhan)：研究團隊(dui)(dui)采用高能(neng)掠入射角(jiao)X射線(xian)衍射實時表(biao)征了在(zai)三維(wei)鈣鈦礦(kuang)表(biao)面(mian)通過旋涂(tu)長鏈有機(ji)銨鹽(yan)溶液法所制備鈣鈦礦(kuang)量(liang)子阱(jing)形(xing)成(cheng)(cheng)過程(cheng)，明確了與長鏈有機(ji)銨分子發生(sheng)反應(ying)的(de)反應(ying)物；并通過追(zhui)蹤反應(ying)產物在(zai)熱退火前后的(de)晶體結(jie)構(gou)演變，探(tan)究了鈣鈦礦(kuang)量(liang)子阱(jing)形(xing)成(cheng)(cheng)過程(cheng)的(de)具體路徑。這一(yi)研究成(cheng)(cheng)果發表(biao)在(zai)材(cai)料(liao)(liao)領域(yu)國際頂尖期刊《先進(jin)材(cai)料(liao)(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文(wen)第一(yi)作(zuo)者為(wei)霍夫曼先進(jin)材(cai)料(liao)(liao)研究院(yuan)(yuan)胡漢(han)林副教授，深圳(zhen)職業技術學(xue)院(yuan)(yuan)為(wei)論文(wen)第一(yi)完(wan)成(cheng)(cheng)單位。

有(you)機-無機雜化鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)太陽能(neng)電(dian)(dian)(dian)池，因其優異的(de)(de)(de)光電(dian)(dian)(dian)轉換效率（經認證的(de)(de)(de)單(dan)結小(xiao)面(mian)積有(you)機-無機雜化鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)太陽能(neng)電(dian)(dian)(dian)池效率已達25.5%）、較低的(de)(de)(de)成本以及優良的(de)(de)(de)力學(xue)柔性(xing)等特(te)點(dian)，在(zai)新(xin)(xin)能(neng)源領域展現出了巨(ju)大的(de)(de)(de)應用前景(jing)。而基于ABX3傳統三維結構(gou)的(de)(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)材料由于自身的(de)(de)(de)離子(zi)(zi)遷(qian)移，以及在(zai)外界光、熱、水等因素下(xia)很容易被破壞，面(mian)臨著(zhu)長(chang)期穩定性(xing)差的(de)(de)(de)問題，嚴重制約了其實(shi)際(ji)應用。科學(xue)工作者創新(xin)(xin)地通過鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱修飾傳統的(de)(de)(de)三維鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)方法來制備(bei)具有(you)量(liang)子(zi)(zi)阱/三維鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)復合結構(gou)的(de)(de)(de)太陽能(neng)電(dian)(dian)(dian)池，使得(de)所制備(bei)的(de)(de)(de)器件(jian)具有(you)良好的(de)(de)(de)耐(nai)輻照、耐(nai)高溫(wen)和耐(nai)濕度特(te)性(xing)。現有(you)的(de)(de)(de)報道(dao)主要(yao)集中在(zai)器件(jian)的(de)(de)(de)效率和穩定性(xing)，但對于量(liang)子(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)形成機理(li)卻(que)鮮有(you)報道(dao)，尤其是對在(zai)不同條件(jian)下(xia)的(de)(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱生長(chang)機理(li)并不清楚。

為(wei)此，我校研(yan)究(jiu)團隊采用高(gao)能同步(bu)輻(fu)射(she)掠(lve)入射(she)角X射(she)線衍(yan)射(she)實時表征了(le)(le)在三(san)維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)表面通過旋涂長鏈(lian)有(you)(you)機(ji)銨鹽溶液(ye)法所制備鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子阱形成(cheng)過程，在了(le)(le)解鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)生長機(ji)理的(de)(de)前提下，研(yan)究(jiu)了(le)(le)不同反(fan)(fan)應條件(jian)對(dui)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子阱的(de)(de)相純度和取向有(you)(you)序性(xing)產生影(ying)響。該項成(cheng)果從化(hua)學反(fan)(fan)應的(de)(de)機(ji)理上確(que)定了(le)(le)與(yu)長鏈(lian)分(fen)子反(fan)(fan)應的(de)(de)反(fan)(fan)應物，明(ming)確(que)了(le)(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子阱的(de)(de)形成(cheng)機(ji)理，探究(jiu)了(le)(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子阱的(de)(de)調控與(yu)器(qi)(qi)件(jian)效(xiao)(xiao)率(lv)以及穩(wen)定性(xing)的(de)(de)本(ben)質(zhi)聯系(xi)，并指(zhi)出(chu)了(le)(le)有(you)(you)效(xiao)(xiao)的(de)(de)調控手(shou)(shou)段(duan)，建(jian)立了(le)(le)量(liang)子阱/三(san)維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復(fu)(fu)合(he)(he)結(jie)構(gou)薄膜最基(ji)礎(chu)理論(lun)(lun)依據。鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)優越的(de)(de)材料性(xing)能預示著理論(lun)(lun)上它具備打破現有(you)(you)傳(chuan)統光伏格(ge)局的(de)(de)能力(li)，目前科研(yan)領域正在關注(zhu)單結(jie)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)電(dian)池(chi)的(de)(de)轉(zhuan)換效(xiao)(xiao)率(lv)、穩(wen)定性(xing)和降低(di)鉛污(wu)染，有(you)(you)初創企業(ye)推出(chu)的(de)(de)單結(jie)組(zu)件(jian)能量(liang)轉(zhuan)換效(xiao)(xiao)率(lv)已超過17%，接近多晶硅組(zu)件(jian)的(de)(de)轉(zhuan)換效(xiao)(xiao)率(lv)，并且理論(lun)(lun)成(cheng)本(ben)更低(di)。本(ben)研(yan)究(jiu)工(gong)作針對(dui)傳(chuan)統三(san)維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)光伏器(qi)(qi)件(jian)穩(wen)定性(xing)差的(de)(de)特點(dian)，從成(cheng)膜機(ji)理上提出(chu)了(le)(le)量(liang)子阱/三(san)維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復(fu)(fu)合(he)(he)結(jie)構(gou)的(de)(de)有(you)(you)效(xiao)(xiao)調控手(shou)(shou)段(duan)，有(you)(you)望從根本(ben)上提高(gao)器(qi)(qi)件(jian)的(de)(de)使用壽(shou)命，降低(di)器(qi)(qi)件(jian)的(de)(de)制備成(cheng)本(ben)，為(wei)工(gong)業(ye)化(hua)生高(gao)效(xiao)(xiao)穩(wen)定鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太陽(yang)能電(dian)池(chi)提供(gong)了(le)(le)新的(de)(de)技術途徑。

Advanced Materials是材料(liao)學(xue)科(ke)(ke)世(shi)界頂(ding)尖期刊，在國際(ji)材料(liao)領域享譽盛(sheng)名，當(dang)前影響因子27.39。該研(yan)究工(gong)作受到國家自然科(ke)(ke)學(xue)基金委、深圳市(shi)科(ke)(ke)創委以及深圳職業技術學(xue)院的資助。

（霍夫曼先進材料研究(jiu)院）