近日，我(wo)校霍(huo)夫曼(man)先進(jin)材(cai)料(liao)(liao)研(yan)究(jiu)院(yuan)(yuan)諾獎團(tuan)隊(dui)在利用(yong)高(gao)能(neng)同步輻(fu)射對鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦量子阱的形(xing)成(cheng)機理(li)研(yan)究(jiu)領域取得(de)重要(yao)進(jin)展：研(yan)究(jiu)團(tuan)隊(dui)采用(yong)高(gao)能(neng)掠入(ru)射角X射線衍(yan)射實時表(biao)征了在三維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦表(biao)面通(tong)過(guo)旋(xuan)涂長鏈(lian)有機銨鹽溶液法所制備鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦量子阱形(xing)成(cheng)過(guo)程，明確了與長鏈(lian)有機銨分子發生反(fan)(fan)(fan)應的反(fan)(fan)(fan)應物；并通(tong)過(guo)追蹤(zong)反(fan)(fan)(fan)應產物在熱退火前(qian)后的晶體結構演(yan)變，探究(jiu)了鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦量子阱形(xing)成(cheng)過(guo)程的具體路徑。這一(yi)研(yan)究(jiu)成(cheng)果(guo)發表(biao)在材(cai)料(liao)(liao)領域國際頂尖期刊《先進(jin)材(cai)料(liao)(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上(shang)，論文(wen)第一(yi)作者為(wei)霍(huo)夫曼(man)先進(jin)材(cai)料(liao)(liao)研(yan)究(jiu)院(yuan)(yuan)胡漢(han)林副(fu)教授，深(shen)圳職(zhi)業技術(shu)學院(yuan)(yuan)為(wei)論文(wen)第一(yi)完成(cheng)單位。

有(you)(you)機(ji)-無機(ji)雜化(hua)鈣鈦(tai)礦太(tai)(tai)陽能(neng)(neng)(neng)電(dian)池(chi)，因其(qi)優(you)異的(de)(de)(de)(de)(de)光電(dian)轉換效(xiao)率(lv)（經(jing)認(ren)證的(de)(de)(de)(de)(de)單(dan)結小面(mian)積有(you)(you)機(ji)-無機(ji)雜化(hua)鈣鈦(tai)礦太(tai)(tai)陽能(neng)(neng)(neng)電(dian)池(chi)效(xiao)率(lv)已達25.5%）、較低的(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)本以及優(you)良(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)力學(xue)柔性等特(te)點，在新能(neng)(neng)(neng)源領域展(zhan)現出了巨大的(de)(de)(de)(de)(de)應用前景。而基于ABX3傳統(tong)三維結構的(de)(de)(de)(de)(de)鈣鈦(tai)礦材料由(you)于自身的(de)(de)(de)(de)(de)離(li)子(zi)遷移，以及在外(wai)界光、熱、水等因素下(xia)(xia)很容(rong)易被破(po)壞，面(mian)臨(lin)著長期(qi)穩定(ding)性差(cha)的(de)(de)(de)(de)(de)問題，嚴重制約了其(qi)實(shi)際應用。科學(xue)工作者創新地通過鈣鈦(tai)礦量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)修飾傳統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)三維鈣鈦(tai)礦方法來制備(bei)具(ju)有(you)(you)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)/三維鈣鈦(tai)礦復合結構的(de)(de)(de)(de)(de)太(tai)(tai)陽能(neng)(neng)(neng)電(dian)池(chi)，使得(de)所制備(bei)的(de)(de)(de)(de)(de)器(qi)(qi)件具(ju)有(you)(you)良(liang)好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)耐輻(fu)照、耐高溫(wen)和耐濕度(du)特(te)性。現有(you)(you)的(de)(de)(de)(de)(de)報道主要集中在器(qi)(qi)件的(de)(de)(de)(de)(de)效(xiao)率(lv)和穩定(ding)性，但對(dui)于量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)形成(cheng)機(ji)理卻鮮有(you)(you)報道，尤其(qi)是對(dui)在不(bu)同條(tiao)件下(xia)(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)鈣鈦(tai)礦量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)生長機(ji)理并不(bu)清楚。

為(wei)此，我(wo)校(xiao)研究(jiu)(jiu)團(tuan)隊(dui)采(cai)用高能(neng)同(tong)步輻射(she)掠入射(she)角X射(she)線(xian)衍射(she)實時表(biao)(biao)征了(le)(le)(le)在(zai)(zai)三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)表(biao)(biao)面通(tong)過(guo)旋涂(tu)長鏈有(you)(you)(you)機銨鹽溶液法(fa)所(suo)制(zhi)備鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量子(zi)(zi)阱(jing)(jing)形成(cheng)過(guo)程，在(zai)(zai)了(le)(le)(le)解鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)生(sheng)長機理(li)(li)的(de)前提(ti)下，研究(jiu)(jiu)了(le)(le)(le)不同(tong)反應(ying)條件對鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量子(zi)(zi)阱(jing)(jing)的(de)相純度和取向有(you)(you)(you)序性產生(sheng)影響。該項成(cheng)果從化學反應(ying)的(de)機理(li)(li)上確定(ding)了(le)(le)(le)與(yu)長鏈分子(zi)(zi)反應(ying)的(de)反應(ying)物，明確了(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量子(zi)(zi)阱(jing)(jing)的(de)形成(cheng)機理(li)(li)，探究(jiu)(jiu)了(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量子(zi)(zi)阱(jing)(jing)的(de)調(diao)(diao)控與(yu)器件效(xiao)率(lv)(lv)以及穩(wen)(wen)定(ding)性的(de)本(ben)質聯系，并指出(chu)了(le)(le)(le)有(you)(you)(you)效(xiao)的(de)調(diao)(diao)控手段(duan)，建立了(le)(le)(le)量子(zi)(zi)阱(jing)(jing)/三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復合(he)結構薄膜最(zui)基(ji)礎理(li)(li)論依據。鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)優越(yue)的(de)材料性能(neng)預示著(zhu)理(li)(li)論上它(ta)具備打破現有(you)(you)(you)傳統(tong)光伏格局的(de)能(neng)力(li)，目前科研領域正在(zai)(zai)關注單結鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)電池的(de)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)(lv)、穩(wen)(wen)定(ding)性和降(jiang)低(di)鉛污染，有(you)(you)(you)初創企業推出(chu)的(de)單結組件能(neng)量轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)(lv)已超過(guo)17%，接(jie)近多晶硅(gui)組件的(de)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)(lv)，并且(qie)理(li)(li)論成(cheng)本(ben)更低(di)。本(ben)研究(jiu)(jiu)工作針對傳統(tong)三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)光伏器件穩(wen)(wen)定(ding)性差的(de)特點，從成(cheng)膜機理(li)(li)上提(ti)出(chu)了(le)(le)(le)量子(zi)(zi)阱(jing)(jing)/三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復合(he)結構的(de)有(you)(you)(you)效(xiao)調(diao)(diao)控手段(duan)，有(you)(you)(you)望從根(gen)本(ben)上提(ti)高器件的(de)使用壽命，降(jiang)低(di)器件的(de)制(zhi)備成(cheng)本(ben)，為(wei)工業化生(sheng)高效(xiao)穩(wen)(wen)定(ding)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)太(tai)陽能(neng)電池提(ti)供了(le)(le)(le)新的(de)技(ji)術途徑。

Advanced Materials是材料學科(ke)世(shi)界頂(ding)尖(jian)期刊，在國(guo)際材料領域享譽盛名，當前影(ying)響因子27.39。該研(yan)究工作受(shou)到國(guo)家自然科(ke)學基(ji)金委、深(shen)圳市科(ke)創委以及深(shen)圳職業技(ji)術學院(yuan)的資助。

（霍夫曼先進材料研(yan)究院）