近(jin)日，我校霍(huo)夫(fu)曼(man)先進(jin)材(cai)料研(yan)(yan)(yan)究(jiu)院諾獎團隊在利用(yong)(yong)高能(neng)同步輻(fu)射(she)對鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)量子(zi)(zi)阱的(de)形(xing)成(cheng)機理研(yan)(yan)(yan)究(jiu)領域取得重(zhong)要進(jin)展：研(yan)(yan)(yan)究(jiu)團隊采用(yong)(yong)高能(neng)掠入射(she)角(jiao)X射(she)線衍射(she)實(shi)時表(biao)征了(le)在三維鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)表(biao)面通過(guo)旋涂長鏈(lian)有(you)機銨(an)鹽溶液法所制(zhi)備鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)量子(zi)(zi)阱形(xing)成(cheng)過(guo)程，明確了(le)與長鏈(lian)有(you)機銨(an)分子(zi)(zi)發(fa)生反應的(de)反應物(wu)；并通過(guo)追蹤反應產物(wu)在熱(re)退火前后的(de)晶體(ti)結構演變(bian)，探究(jiu)了(le)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)量子(zi)(zi)阱形(xing)成(cheng)過(guo)程的(de)具體(ti)路徑。這一(yi)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)成(cheng)果發(fa)表(biao)在材(cai)料領域國際頂尖期刊《先進(jin)材(cai)料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論(lun)文第一(yi)作者(zhe)為(wei)霍(huo)夫(fu)曼(man)先進(jin)材(cai)料研(yan)(yan)(yan)究(jiu)院胡漢(han)林副教授(shou)，深(shen)圳職業(ye)技術學院為(wei)論(lun)文第一(yi)完成(cheng)單位。

有(you)機(ji)-無(wu)機(ji)雜化鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池，因其優異的(de)(de)(de)(de)(de)光電(dian)轉換效率（經認證的(de)(de)(de)(de)(de)單結(jie)小面(mian)積有(you)機(ji)-無(wu)機(ji)雜化鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池效率已達(da)25.5%）、較低的(de)(de)(de)(de)(de)成本以及(ji)優良(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)力學柔(rou)性等(deng)特點，在(zai)(zai)新(xin)能(neng)源領域展現(xian)出了巨(ju)大的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)前景。而(er)基于(yu)ABX3傳(chuan)統三(san)維結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)材(cai)料由于(yu)自身(shen)的(de)(de)(de)(de)(de)離子(zi)(zi)遷移(yi)，以及(ji)在(zai)(zai)外界光、熱、水等(deng)因素下(xia)(xia)很容易被破(po)壞，面(mian)臨著長期穩定性差的(de)(de)(de)(de)(de)問(wen)題，嚴重制約了其實際應(ying)用(yong)(yong)。科學工作者創(chuang)新(xin)地通過鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱修(xiu)飾傳(chuan)統的(de)(de)(de)(de)(de)三(san)維鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)方法來制備具有(you)量(liang)子(zi)(zi)阱/三(san)維鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復合(he)結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池，使得所制備的(de)(de)(de)(de)(de)器件(jian)具有(you)良(liang)好的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)輻(fu)照、耐(nai)高溫和耐(nai)濕度特性。現(xian)有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)報道主要集中在(zai)(zai)器件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)效率和穩定性，但對(dui)(dui)于(yu)量(liang)子(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)(de)(de)形成機(ji)理(li)卻鮮有(you)報道，尤其是對(dui)(dui)在(zai)(zai)不同(tong)條件(jian)下(xia)(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)鈣(gai)鈦礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱生長機(ji)理(li)并不清(qing)楚。

為此，我(wo)校研究團隊采用高能同步輻射(she)掠入射(she)角X射(she)線衍射(she)實時表(biao)征了(le)在(zai)三維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)表(biao)面通過(guo)旋涂長(chang)(chang)鏈(lian)有機銨鹽溶液(ye)法所制備鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)形(xing)成(cheng)過(guo)程，在(zai)了(le)解(jie)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)生長(chang)(chang)機理(li)的(de)(de)(de)(de)前(qian)(qian)提(ti)下，研究了(le)不同反(fan)應條件對鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)相純度和(he)取向有序性產生影響(xiang)。該項(xiang)成(cheng)果從(cong)(cong)化(hua)(hua)學反(fan)應的(de)(de)(de)(de)機理(li)上確定了(le)與長(chang)(chang)鏈(lian)分子(zi)反(fan)應的(de)(de)(de)(de)反(fan)應物，明確了(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)形(xing)成(cheng)機理(li)，探究了(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)調(diao)(diao)控(kong)與器(qi)件效率(lv)以及穩(wen)定性的(de)(de)(de)(de)本(ben)(ben)質(zhi)聯系，并(bing)指出了(le)有效的(de)(de)(de)(de)調(diao)(diao)控(kong)手(shou)段，建立(li)了(le)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)/三維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)復合(he)結(jie)構(gou)薄膜最基礎理(li)論(lun)依據。鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)優越(yue)的(de)(de)(de)(de)材料(liao)性能預示著理(li)論(lun)上它具(ju)備打破(po)現有傳統(tong)光伏格(ge)局的(de)(de)(de)(de)能力(li)，目前(qian)(qian)科研領域正在(zai)關注單結(jie)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)電池的(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)換(huan)效率(lv)、穩(wen)定性和(he)降低(di)鉛污染，有初創企業推出的(de)(de)(de)(de)單結(jie)組件能量(liang)(liang)轉(zhuan)換(huan)效率(lv)已超過(guo)17%，接近(jin)多晶硅(gui)組件的(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)換(huan)效率(lv)，并(bing)且理(li)論(lun)成(cheng)本(ben)(ben)更低(di)。本(ben)(ben)研究工作針對傳統(tong)三維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)光伏器(qi)件穩(wen)定性差的(de)(de)(de)(de)特點，從(cong)(cong)成(cheng)膜機理(li)上提(ti)出了(le)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)/三維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)復合(he)結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)(de)有效調(diao)(diao)控(kong)手(shou)段，有望從(cong)(cong)根本(ben)(ben)上提(ti)高器(qi)件的(de)(de)(de)(de)使用壽命，降低(di)器(qi)件的(de)(de)(de)(de)制備成(cheng)本(ben)(ben)，為工業化(hua)(hua)生高效穩(wen)定鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)太陽能電池提(ti)供了(le)新的(de)(de)(de)(de)技術途徑。

Advanced Materials是材料學科世界頂尖(jian)期刊(kan)，在國(guo)際材料領(ling)域享譽(yu)盛名，當(dang)前影(ying)響因子27.39。該研究工作受(shou)到國(guo)家自然科學基金委(wei)、深圳市科創委(wei)以及深圳職業(ye)技(ji)術(shu)學院的資助。

（霍夫(fu)曼(man)先進材(cai)料(liao)研究院）