近(jin)日，我校霍夫(fu)曼先進材(cai)(cai)料(liao)研(yan)究(jiu)(jiu)院(yuan)諾獎團隊(dui)在(zai)(zai)利用(yong)高能同(tong)步輻射對鈣鈦(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)的形(xing)成機理研(yan)究(jiu)(jiu)領(ling)域(yu)取得(de)重要(yao)進展：研(yan)究(jiu)(jiu)團隊(dui)采用(yong)高能掠入射角X射線衍射實時表(biao)征了(le)在(zai)(zai)三維鈣鈦(tai)礦(kuang)表(biao)面通(tong)(tong)過旋(xuan)涂長鏈(lian)有機銨鹽(yan)溶液法(fa)所制備鈣鈦(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)形(xing)成過程，明確了(le)與長鏈(lian)有機銨分子(zi)發生(sheng)反(fan)應的反(fan)應物(wu)；并(bing)通(tong)(tong)過追蹤(zong)反(fan)應產物(wu)在(zai)(zai)熱退火前后的晶體結構演變，探究(jiu)(jiu)了(le)鈣鈦(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)形(xing)成過程的具體路徑。這一研(yan)究(jiu)(jiu)成果發表(biao)在(zai)(zai)材(cai)(cai)料(liao)領(ling)域(yu)國際頂尖期刊《先進材(cai)(cai)料(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文(wen)第一作者(zhe)為霍夫(fu)曼先進材(cai)(cai)料(liao)研(yan)究(jiu)(jiu)院(yuan)胡漢林副教(jiao)授，深圳(zhen)職業(ye)技術(shu)學院(yuan)為論文(wen)第一完成單位。

有(you)(you)機(ji)(ji)-無機(ji)(ji)雜(za)化(hua)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)(dian)池，因其優異的(de)(de)光(guang)(guang)電(dian)(dian)轉換效率(lv)（經認證的(de)(de)單結小面積有(you)(you)機(ji)(ji)-無機(ji)(ji)雜(za)化(hua)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)(dian)池效率(lv)已達(da)25.5%）、較低的(de)(de)成本以(yi)及優良的(de)(de)力學柔性等特點，在新能(neng)源領(ling)域展現出了巨大的(de)(de)應(ying)用(yong)前景。而基于(yu)ABX3傳統三維結構的(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)材料由(you)于(yu)自身的(de)(de)離子(zi)遷移，以(yi)及在外(wai)界(jie)光(guang)(guang)、熱、水等因素下很容易被破壞(huai)，面臨著長(chang)期穩(wen)定(ding)性差的(de)(de)問題，嚴重制約了其實際應(ying)用(yong)。科(ke)學工作者(zhe)創(chuang)新地通過鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱修(xiu)飾(shi)傳統的(de)(de)三維鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)方(fang)法來制備(bei)具(ju)有(you)(you)量子(zi)阱/三維鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復合(he)結構的(de)(de)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)(dian)池，使得所制備(bei)的(de)(de)器(qi)件(jian)具(ju)有(you)(you)良好的(de)(de)耐輻(fu)照、耐高溫(wen)和耐濕度特性。現有(you)(you)的(de)(de)報道主要集(ji)中(zhong)在器(qi)件(jian)的(de)(de)效率(lv)和穩(wen)定(ding)性，但對于(yu)量子(zi)阱的(de)(de)形成機(ji)(ji)理(li)卻鮮有(you)(you)報道，尤(you)其是對在不同條件(jian)下的(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱生長(chang)機(ji)(ji)理(li)并不清楚。

為(wei)此(ci)，我校研(yan)究(jiu)團隊采用(yong)高(gao)能(neng)同步輻射掠(lve)入射角X射線衍(yan)射實時表征了(le)(le)在(zai)(zai)三維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)表面通過(guo)(guo)旋(xuan)涂長鏈(lian)有(you)機(ji)銨鹽(yan)溶(rong)液法所制備鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱形(xing)成(cheng)過(guo)(guo)程，在(zai)(zai)了(le)(le)解鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)生(sheng)(sheng)長機(ji)理(li)的(de)(de)(de)(de)前提(ti)下，研(yan)究(jiu)了(le)(le)不同反(fan)應(ying)條件對(dui)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)(de)相純度和(he)取(qu)向(xiang)有(you)序性(xing)產(chan)生(sheng)(sheng)影響。該項成(cheng)果(guo)從化學反(fan)應(ying)的(de)(de)(de)(de)機(ji)理(li)上(shang)確(que)定(ding)了(le)(le)與(yu)長鏈(lian)分子(zi)(zi)反(fan)應(ying)的(de)(de)(de)(de)反(fan)應(ying)物，明確(que)了(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)(de)形(xing)成(cheng)機(ji)理(li)，探究(jiu)了(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)(de)調控與(yu)器(qi)件效率(lv)以(yi)及穩(wen)定(ding)性(xing)的(de)(de)(de)(de)本(ben)質聯系，并(bing)指出了(le)(le)有(you)效的(de)(de)(de)(de)調控手段，建立(li)了(le)(le)量(liang)子(zi)(zi)阱/三維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復合結(jie)構薄膜(mo)最基礎理(li)論依據。鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)優越的(de)(de)(de)(de)材料性(xing)能(neng)預示著理(li)論上(shang)它具(ju)備打破現有(you)傳統(tong)光伏(fu)(fu)格(ge)局(ju)的(de)(de)(de)(de)能(neng)力，目前科(ke)研(yan)領域(yu)正在(zai)(zai)關注單結(jie)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)電池的(de)(de)(de)(de)轉換(huan)效率(lv)、穩(wen)定(ding)性(xing)和(he)降(jiang)低(di)鉛污染，有(you)初創企業(ye)推出的(de)(de)(de)(de)單結(jie)組件能(neng)量(liang)轉換(huan)效率(lv)已超(chao)過(guo)(guo)17%，接近多晶(jing)硅組件的(de)(de)(de)(de)轉換(huan)效率(lv)，并(bing)且(qie)理(li)論成(cheng)本(ben)更低(di)。本(ben)研(yan)究(jiu)工作針對(dui)傳統(tong)三維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)光伏(fu)(fu)器(qi)件穩(wen)定(ding)性(xing)差的(de)(de)(de)(de)特(te)點(dian)，從成(cheng)膜(mo)機(ji)理(li)上(shang)提(ti)出了(le)(le)量(liang)子(zi)(zi)阱/三維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復合結(jie)構的(de)(de)(de)(de)有(you)效調控手段，有(you)望從根本(ben)上(shang)提(ti)高(gao)器(qi)件的(de)(de)(de)(de)使用(yong)壽命，降(jiang)低(di)器(qi)件的(de)(de)(de)(de)制備成(cheng)本(ben)，為(wei)工業(ye)化生(sheng)(sheng)高(gao)效穩(wen)定(ding)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太陽(yang)能(neng)電池提(ti)供了(le)(le)新的(de)(de)(de)(de)技術途徑。

Advanced Materials是(shi)材料學(xue)科(ke)世界頂尖(jian)期刊，在國際材料領域享譽盛名(ming)，當前影響因子27.39。該研(yan)究(jiu)工作(zuo)受到國家自然科(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(huo)夫(fu)曼先進(jin)材料研究院）