近日，我(wo)校霍(huo)夫曼(man)先(xian)進(jin)材(cai)料(liao)研(yan)究(jiu)(jiu)院諾獎(jiang)團(tuan)隊在利用高能同步輻射(she)對鈣鈦礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)(jing)的形成機(ji)理研(yan)究(jiu)(jiu)領域(yu)取得(de)重要進(jin)展：研(yan)究(jiu)(jiu)團(tuan)隊采用高能掠入射(she)角X射(she)線衍射(she)實(shi)時表(biao)征(zheng)了(le)在三維鈣鈦礦(kuang)(kuang)表(biao)面通過旋(xuan)涂長(chang)鏈有機(ji)銨鹽溶(rong)液法所制備鈣鈦礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)(jing)形成過程，明確了(le)與長(chang)鏈有機(ji)銨分(fen)子(zi)發(fa)生(sheng)反應的反應物；并通過追蹤反應產物在熱退火前(qian)后的晶(jing)體(ti)結構演變，探(tan)究(jiu)(jiu)了(le)鈣鈦礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)(jing)形成過程的具體(ti)路徑。這一(yi)研(yan)究(jiu)(jiu)成果發(fa)表(biao)在材(cai)料(liao)領域(yu)國際頂尖期刊《先(xian)進(jin)材(cai)料(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文(wen)第一(yi)作者(zhe)為霍(huo)夫曼(man)先(xian)進(jin)材(cai)料(liao)研(yan)究(jiu)(jiu)院胡(hu)漢林(lin)副教授，深圳職業技術學院為論文(wen)第一(yi)完成單位。

有機-無(wu)機雜(za)化(hua)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)太陽(yang)能電(dian)池(chi)，因其優異的(de)光(guang)電(dian)轉換效(xiao)率（經認證的(de)單結(jie)小面積有機-無(wu)機雜(za)化(hua)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)太陽(yang)能電(dian)池(chi)效(xiao)率已達25.5%）、較(jiao)低的(de)成本以及優良的(de)力學(xue)柔性(xing)等(deng)特點，在(zai)新能源領域展現(xian)出了巨大(da)的(de)應(ying)用(yong)前景。而基(ji)于ABX3傳(chuan)統三(san)維(wei)結(jie)構(gou)的(de)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)材料由于自身(shen)的(de)離子(zi)(zi)遷(qian)移，以及在(zai)外界光(guang)、熱(re)、水等(deng)因素下很容易(yi)被破(po)壞(huai)，面臨著長期穩定(ding)性(xing)差的(de)問題，嚴(yan)重制約了其實際應(ying)用(yong)。科學(xue)工作者創新地(di)通過鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱修飾傳(chuan)統的(de)三(san)維(wei)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)方法來(lai)制備具有量(liang)子(zi)(zi)阱/三(san)維(wei)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復合結(jie)構(gou)的(de)太陽(yang)能電(dian)池(chi)，使得(de)所(suo)制備的(de)器件(jian)具有良好(hao)的(de)耐(nai)輻照、耐(nai)高溫和(he)耐(nai)濕度特性(xing)。現(xian)有的(de)報道(dao)主(zhu)要集(ji)中在(zai)器件(jian)的(de)效(xiao)率和(he)穩定(ding)性(xing)，但對于量(liang)子(zi)(zi)阱的(de)形成機理卻鮮有報道(dao)，尤其是(shi)對在(zai)不(bu)同條件(jian)下的(de)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱生長機理并不(bu)清楚(chu)。

為此(ci)，我校研究(jiu)團隊采(cai)用(yong)高(gao)能同步輻射掠(lve)入射角X射線衍射實時表征(zheng)了(le)(le)(le)(le)(le)(le)在三(san)維鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)表面通過旋涂長鏈有(you)(you)機(ji)銨鹽溶(rong)液(ye)法(fa)所(suo)制(zhi)備(bei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)(jing)形成(cheng)過程，在了(le)(le)(le)(le)(le)(le)解鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)生長機(ji)理(li)的(de)(de)(de)前(qian)(qian)提下，研究(jiu)了(le)(le)(le)(le)(le)(le)不同反(fan)(fan)(fan)應條件(jian)(jian)對(dui)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)相純度和(he)取向有(you)(you)序(xu)性(xing)產生影響。該項成(cheng)果從化學反(fan)(fan)(fan)應的(de)(de)(de)機(ji)理(li)上確(que)定(ding)了(le)(le)(le)(le)(le)(le)與長鏈分子(zi)(zi)(zi)反(fan)(fan)(fan)應的(de)(de)(de)反(fan)(fan)(fan)應物(wu)，明確(que)了(le)(le)(le)(le)(le)(le)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)形成(cheng)機(ji)理(li)，探究(jiu)了(le)(le)(le)(le)(le)(le)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)調(diao)(diao)控與器件(jian)(jian)效(xiao)率(lv)以及穩(wen)(wen)定(ding)性(xing)的(de)(de)(de)本(ben)質聯系，并指出了(le)(le)(le)(le)(le)(le)有(you)(you)效(xiao)的(de)(de)(de)調(diao)(diao)控手段(duan)，建立了(le)(le)(le)(le)(le)(le)量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)(jing)/三(san)維鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復合(he)結(jie)(jie)構薄膜最基礎理(li)論依據。鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)優越的(de)(de)(de)材料性(xing)能預示著理(li)論上它具備(bei)打(da)破現(xian)有(you)(you)傳統(tong)光(guang)伏(fu)格局的(de)(de)(de)能力，目前(qian)(qian)科研領域正在關注(zhu)單結(jie)(jie)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)電池(chi)的(de)(de)(de)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)、穩(wen)(wen)定(ding)性(xing)和(he)降低(di)鉛污(wu)染，有(you)(you)初創(chuang)企(qi)業推出的(de)(de)(de)單結(jie)(jie)組(zu)(zu)件(jian)(jian)能量(liang)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)已超過17%，接近多晶硅組(zu)(zu)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)，并且(qie)理(li)論成(cheng)本(ben)更低(di)。本(ben)研究(jiu)工作針對(dui)傳統(tong)三(san)維鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)光(guang)伏(fu)器件(jian)(jian)穩(wen)(wen)定(ding)性(xing)差(cha)的(de)(de)(de)特點(dian)，從成(cheng)膜機(ji)理(li)上提出了(le)(le)(le)(le)(le)(le)量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)(jing)/三(san)維鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復合(he)結(jie)(jie)構的(de)(de)(de)有(you)(you)效(xiao)調(diao)(diao)控手段(duan)，有(you)(you)望從根本(ben)上提高(gao)器件(jian)(jian)的(de)(de)(de)使用(yong)壽命，降低(di)器件(jian)(jian)的(de)(de)(de)制(zhi)備(bei)成(cheng)本(ben)，為工業化生高(gao)效(xiao)穩(wen)(wen)定(ding)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)太(tai)陽能電池(chi)提供了(le)(le)(le)(le)(le)(le)新的(de)(de)(de)技(ji)術途徑。

Advanced Materials是材料(liao)學(xue)(xue)科世界(jie)頂尖期(qi)刊(kan)，在國際材料(liao)領(ling)域享(xiang)譽盛名(ming)，當前影(ying)響因子(zi)27.39。該研究工作受到國家自然科學(xue)(xue)基金委、深圳市科創委以(yi)及深圳職業(ye)技(ji)術學(xue)(xue)院的(de)資(zi)助。

（霍(huo)夫曼先進材料研究院）