近日，我(wo)校(xiao)霍(huo)夫曼先進材(cai)料(liao)研(yan)究院諾獎團隊(dui)在(zai)(zai)(zai)利(li)用高(gao)(gao)能(neng)同步輻射對鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦量(liang)(liang)子阱的(de)形成機理研(yan)究領域取得重要進展：研(yan)究團隊(dui)采用高(gao)(gao)能(neng)掠入射角X射線衍射實時(shi)表征了(le)(le)在(zai)(zai)(zai)三維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦表面通過(guo)旋(xuan)涂長(chang)鏈有(you)機銨鹽溶(rong)液法所(suo)制備鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦量(liang)(liang)子阱形成過(guo)程(cheng)，明確了(le)(le)與(yu)長(chang)鏈有(you)機銨分(fen)子發(fa)(fa)生(sheng)反(fan)應的(de)反(fan)應物；并通過(guo)追蹤(zong)反(fan)應產物在(zai)(zai)(zai)熱退火前后的(de)晶體結構(gou)演變(bian)，探究了(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦量(liang)(liang)子阱形成過(guo)程(cheng)的(de)具體路(lu)徑。這一研(yan)究成果(guo)發(fa)(fa)表在(zai)(zai)(zai)材(cai)料(liao)領域國際(ji)頂尖期(qi)刊《先進材(cai)料(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論(lun)文第(di)一作者為霍(huo)夫曼先進材(cai)料(liao)研(yan)究院胡漢林副教授(shou)，深圳職業技(ji)術學院為論(lun)文第(di)一完(wan)成單位。

有(you)(you)機(ji)-無機(ji)雜(za)化(hua)鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太(tai)陽能電(dian)池，因(yin)其(qi)優異的(de)(de)(de)光電(dian)轉(zhuan)換效(xiao)率(lv)（經認證(zheng)的(de)(de)(de)單結小面積有(you)(you)機(ji)-無機(ji)雜(za)化(hua)鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太(tai)陽能電(dian)池效(xiao)率(lv)已(yi)達25.5%）、較低的(de)(de)(de)成本以(yi)及優良(liang)的(de)(de)(de)力學柔性(xing)等(deng)特(te)點，在(zai)(zai)新能源(yuan)領域展現(xian)出(chu)了巨大的(de)(de)(de)應用前景。而(er)基(ji)于ABX3傳統(tong)三(san)維(wei)結構的(de)(de)(de)鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)材料由于自身的(de)(de)(de)離子遷移(yi)，以(yi)及在(zai)(zai)外界光、熱、水等(deng)因(yin)素下很容易被破壞，面臨著長(chang)期穩(wen)定性(xing)差的(de)(de)(de)問題，嚴(yan)重制(zhi)(zhi)約了其(qi)實際應用。科學工(gong)作者創新地通過鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子阱修(xiu)飾傳統(tong)的(de)(de)(de)三(san)維(wei)鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)方法來制(zhi)(zhi)備(bei)(bei)具有(you)(you)量(liang)子阱/三(san)維(wei)鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復(fu)合結構的(de)(de)(de)太(tai)陽能電(dian)池，使得(de)所(suo)制(zhi)(zhi)備(bei)(bei)的(de)(de)(de)器件具有(you)(you)良(liang)好的(de)(de)(de)耐輻照、耐高溫和(he)耐濕度特(te)性(xing)。現(xian)有(you)(you)的(de)(de)(de)報道主要集中在(zai)(zai)器件的(de)(de)(de)效(xiao)率(lv)和(he)穩(wen)定性(xing)，但(dan)對(dui)于量(liang)子阱的(de)(de)(de)形(xing)成機(ji)理卻鮮有(you)(you)報道，尤其(qi)是對(dui)在(zai)(zai)不同條件下的(de)(de)(de)鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子阱生長(chang)機(ji)理并不清楚。

為此(ci)，我校研(yan)究(jiu)團(tuan)隊(dui)采用(yong)高(gao)能同(tong)步輻射(she)(she)掠入射(she)(she)角X射(she)(she)線衍射(she)(she)實時表(biao)征了在三(san)(san)維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)表(biao)面通過旋涂(tu)長(chang)鏈有機(ji)銨鹽溶液法所制(zhi)(zhi)備鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)形成(cheng)(cheng)過程，在了解鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)生長(chang)機(ji)理(li)(li)(li)的(de)(de)前(qian)(qian)提下，研(yan)究(jiu)了不(bu)同(tong)反(fan)應條件(jian)對鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)相純度和(he)取向有序性產生影(ying)響(xiang)。該項成(cheng)(cheng)果從化(hua)學反(fan)應的(de)(de)機(ji)理(li)(li)(li)上確定(ding)了與(yu)長(chang)鏈分子(zi)(zi)反(fan)應的(de)(de)反(fan)應物(wu)，明確了鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)形成(cheng)(cheng)機(ji)理(li)(li)(li)，探(tan)究(jiu)了鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)調(diao)(diao)(diao)控(kong)與(yu)器件(jian)效(xiao)率(lv)以及穩(wen)定(ding)性的(de)(de)本質聯系，并指出(chu)了有效(xiao)的(de)(de)調(diao)(diao)(diao)控(kong)手段，建立了量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)/三(san)(san)維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復(fu)合(he)結(jie)構薄(bo)膜(mo)最(zui)基礎理(li)(li)(li)論依(yi)據。鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)優越(yue)的(de)(de)材料性能預示著(zhu)理(li)(li)(li)論上它(ta)具(ju)備打破(po)現(xian)有傳統光伏(fu)格局的(de)(de)能力(li)，目前(qian)(qian)科研(yan)領(ling)域(yu)正在關(guan)注單結(jie)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)電池(chi)的(de)(de)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)、穩(wen)定(ding)性和(he)降低(di)鉛(qian)污染，有初創企業推出(chu)的(de)(de)單結(jie)組件(jian)能量(liang)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)已超過17%，接近多(duo)晶硅組件(jian)的(de)(de)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)，并且理(li)(li)(li)論成(cheng)(cheng)本更低(di)。本研(yan)究(jiu)工(gong)作針對傳統三(san)(san)維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)光伏(fu)器件(jian)穩(wen)定(ding)性差的(de)(de)特點(dian)，從成(cheng)(cheng)膜(mo)機(ji)理(li)(li)(li)上提出(chu)了量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)/三(san)(san)維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復(fu)合(he)結(jie)構的(de)(de)有效(xiao)調(diao)(diao)(diao)控(kong)手段，有望從根本上提高(gao)器件(jian)的(de)(de)使(shi)用(yong)壽命，降低(di)器件(jian)的(de)(de)制(zhi)(zhi)備成(cheng)(cheng)本，為工(gong)業化(hua)生高(gao)效(xiao)穩(wen)定(ding)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)太(tai)陽(yang)能電池(chi)提供了新(xin)的(de)(de)技術途徑。

Advanced Materials是(shi)材料學科(ke)(ke)世界頂尖期刊，在國際材料領域(yu)享譽盛名，當前影響因子(zi)27.39。該研究工作受(shou)到國家自(zi)然(ran)科(ke)(ke)學基金委、深(shen)圳(zhen)市科(ke)(ke)創委以及深(shen)圳(zhen)職業技術學院的資助。

（霍夫曼(man)先進(jin)材料(liao)研究院）