近(jin)日，我校霍(huo)夫曼(man)先進(jin)材料(liao)研(yan)究(jiu)(jiu)院(yuan)諾(nuo)獎團(tuan)隊(dui)在(zai)利用高(gao)能同步輻射(she)對(dui)鈣(gai)鈦(tai)礦量子(zi)阱(jing)的(de)形成(cheng)機(ji)(ji)理研(yan)究(jiu)(jiu)領(ling)(ling)域取得重要進(jin)展(zhan)：研(yan)究(jiu)(jiu)團(tuan)隊(dui)采用高(gao)能掠(lve)入射(she)角X射(she)線衍射(she)實時表(biao)征了(le)在(zai)三維鈣(gai)鈦(tai)礦表(biao)面通(tong)過旋涂(tu)長(chang)鏈有(you)機(ji)(ji)銨(an)鹽溶液(ye)法所制備鈣(gai)鈦(tai)礦量子(zi)阱(jing)形成(cheng)過程，明確了(le)與長(chang)鏈有(you)機(ji)(ji)銨(an)分子(zi)發生反(fan)應的(de)反(fan)應物；并通(tong)過追蹤反(fan)應產(chan)物在(zai)熱(re)退火前后的(de)晶體結構演變，探究(jiu)(jiu)了(le)鈣(gai)鈦(tai)礦量子(zi)阱(jing)形成(cheng)過程的(de)具(ju)體路徑。這一研(yan)究(jiu)(jiu)成(cheng)果(guo)發表(biao)在(zai)材料(liao)領(ling)(ling)域國(guo)際頂尖期刊(kan)《先進(jin)材料(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文第(di)(di)一作者為霍(huo)夫曼(man)先進(jin)材料(liao)研(yan)究(jiu)(jiu)院(yuan)胡漢林副教授，深圳職(zhi)業技術學院(yuan)為論文第(di)(di)一完成(cheng)單位。

有機-無機雜化鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)太(tai)陽(yang)能電(dian)池(chi)，因其(qi)優異的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)電(dian)轉換效(xiao)率(lv)(lv)（經認證(zheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)單結(jie)小面積有機-無機雜化鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)太(tai)陽(yang)能電(dian)池(chi)效(xiao)率(lv)(lv)已達(da)25.5%）、較低的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)成本以(yi)(yi)及優良(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)力(li)學柔性(xing)等(deng)特(te)(te)點，在(zai)新能源領域(yu)展(zhan)現(xian)出了巨大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應用前景。而基(ji)于ABX3傳統(tong)(tong)三維(wei)結(jie)構的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)材料由于自身的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)離子遷移，以(yi)(yi)及在(zai)外界光(guang)(guang)、熱、水等(deng)因素下(xia)很容(rong)易被破壞，面臨(lin)著長期(qi)穩(wen)定(ding)性(xing)差的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)問題，嚴重制(zhi)約了其(qi)實際應用。科學工作(zuo)者創新地通(tong)過鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)量(liang)子阱(jing)修飾傳統(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)三維(wei)鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)方法來制(zhi)備具有量(liang)子阱(jing)/三維(wei)鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)復合結(jie)構的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)太(tai)陽(yang)能電(dian)池(chi)，使得所制(zhi)備的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)器(qi)件(jian)具有良(liang)好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐輻照(zhao)、耐高溫和耐濕度特(te)(te)性(xing)。現(xian)有的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)報(bao)道主要集中在(zai)器(qi)件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)效(xiao)率(lv)(lv)和穩(wen)定(ding)性(xing)，但對(dui)于量(liang)子阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)成機理卻(que)鮮(xian)有報(bao)道，尤其(qi)是對(dui)在(zai)不同條件(jian)下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)量(liang)子阱(jing)生長機理并不清楚。

為此，我校研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)團隊采用高(gao)能(neng)同步輻射(she)掠入射(she)角X射(she)線衍射(she)實(shi)時(shi)表(biao)征了(le)(le)在(zai)三維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)表(biao)面通過(guo)(guo)旋涂長(chang)鏈(lian)有(you)(you)(you)機銨鹽溶液法所制(zhi)備(bei)(bei)(bei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)過(guo)(guo)程，在(zai)了(le)(le)解鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)生(sheng)長(chang)機理的(de)(de)(de)(de)(de)(de)前(qian)提下，研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)了(le)(le)不同反(fan)應條(tiao)件(jian)對鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)(de)(de)(de)相純度和(he)取向(xiang)有(you)(you)(you)序性(xing)(xing)產生(sheng)影響(xiang)。該項成(cheng)(cheng)(cheng)果(guo)從化學(xue)反(fan)應的(de)(de)(de)(de)(de)(de)機理上確定(ding)(ding)了(le)(le)與(yu)長(chang)鏈(lian)分子(zi)(zi)(zi)反(fan)應的(de)(de)(de)(de)(de)(de)反(fan)應物，明確了(le)(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)機理，探究(jiu)(jiu)(jiu)了(le)(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)(de)(de)(de)調(diao)控(kong)與(yu)器件(jian)效率(lv)以及穩(wen)定(ding)(ding)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)本質(zhi)聯系，并(bing)指出了(le)(le)有(you)(you)(you)效的(de)(de)(de)(de)(de)(de)調(diao)控(kong)手(shou)段(duan)，建立了(le)(le)量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱/三維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復合結構(gou)薄膜最基礎理論依據。鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)優越的(de)(de)(de)(de)(de)(de)材料性(xing)(xing)能(neng)預示著理論上它(ta)具(ju)備(bei)(bei)(bei)打破現有(you)(you)(you)傳統(tong)光伏格局的(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)力，目前(qian)科(ke)研(yan)領(ling)域正在(zai)關注單結鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)電(dian)(dian)池(chi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)轉換(huan)(huan)效率(lv)、穩(wen)定(ding)(ding)性(xing)(xing)和(he)降低鉛污染，有(you)(you)(you)初創企業推(tui)出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)單結組(zu)件(jian)能(neng)量(liang)轉換(huan)(huan)效率(lv)已超過(guo)(guo)17%，接近多晶硅組(zu)件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)轉換(huan)(huan)效率(lv)，并(bing)且理論成(cheng)(cheng)(cheng)本更(geng)低。本研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)工作針對傳統(tong)三維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)光伏器件(jian)穩(wen)定(ding)(ding)性(xing)(xing)差的(de)(de)(de)(de)(de)(de)特點，從成(cheng)(cheng)(cheng)膜機理上提出了(le)(le)量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱/三維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復合結構(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)有(you)(you)(you)效調(diao)控(kong)手(shou)段(duan)，有(you)(you)(you)望(wang)從根本上提高(gao)器件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)使用壽命，降低器件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)制(zhi)備(bei)(bei)(bei)成(cheng)(cheng)(cheng)本，為工業化生(sheng)高(gao)效穩(wen)定(ding)(ding)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)太陽(yang)能(neng)電(dian)(dian)池(chi)提供(gong)了(le)(le)新的(de)(de)(de)(de)(de)(de)技術途徑(jing)。

Advanced Materials是材(cai)料學科世界(jie)頂尖期刊，在(zai)國際材(cai)料領域(yu)享譽盛名，當前影響(xiang)因子27.39。該(gai)研(yan)究工(gong)作受到國家自(zi)然科學基金委(wei)、深(shen)圳(zhen)市科創委(wei)以及深(shen)圳(zhen)職業技術學院的資助。

（霍夫曼先進材料研究院）