近(jin)日(ri)，我校(xiao)霍夫曼先進材料(liao)研(yan)(yan)究院諾獎團(tuan)隊在利用高能同步(bu)輻射對鈣鈦(tai)礦量(liang)子(zi)(zi)阱的(de)(de)形成(cheng)機理研(yan)(yan)究領域取得重要進展：研(yan)(yan)究團(tuan)隊采用高能掠(lve)入(ru)射角X射線衍(yan)射實時表(biao)征了(le)在三維(wei)鈣鈦(tai)礦表(biao)面通(tong)過旋涂長鏈有(you)機銨(an)鹽溶液法所制備鈣鈦(tai)礦量(liang)子(zi)(zi)阱形成(cheng)過程，明(ming)確了(le)與(yu)長鏈有(you)機銨(an)分子(zi)(zi)發生(sheng)反(fan)應(ying)(ying)的(de)(de)反(fan)應(ying)(ying)物；并(bing)通(tong)過追(zhui)蹤反(fan)應(ying)(ying)產(chan)物在熱退火前后的(de)(de)晶體結構演變(bian)，探究了(le)鈣鈦(tai)礦量(liang)子(zi)(zi)阱形成(cheng)過程的(de)(de)具體路徑。這一(yi)(yi)研(yan)(yan)究成(cheng)果發表(biao)在材料(liao)領域國際頂(ding)尖期刊《先進材料(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文第一(yi)(yi)作者為霍夫曼先進材料(liao)研(yan)(yan)究院胡漢林副教授(shou)，深圳職業技(ji)術學院為論文第一(yi)(yi)完成(cheng)單位。

有(you)機(ji)-無機(ji)雜(za)(za)化(hua)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦太(tai)陽(yang)(yang)能(neng)電(dian)池，因其(qi)優(you)異的(de)(de)光電(dian)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率（經認證(zheng)的(de)(de)單結(jie)小(xiao)面積有(you)機(ji)-無機(ji)雜(za)(za)化(hua)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦太(tai)陽(yang)(yang)能(neng)電(dian)池效(xiao)率已(yi)達25.5%）、較低的(de)(de)成(cheng)本以(yi)及(ji)優(you)良的(de)(de)力學柔性(xing)等特點，在新能(neng)源(yuan)領域(yu)展現出了(le)巨大的(de)(de)應用前景。而基(ji)于ABX3傳統三(san)維結(jie)構的(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦材料由于自(zi)身(shen)的(de)(de)離子(zi)(zi)遷移，以(yi)及(ji)在外(wai)界光、熱、水(shui)等因素下很(hen)容易(yi)被(bei)破壞(huai)，面臨著長期穩定性(xing)差的(de)(de)問題，嚴重制(zhi)約了(le)其(qi)實際(ji)應用。科學工作者創新地通(tong)過(guo)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱修飾(shi)傳統的(de)(de)三(san)維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦方法來制(zhi)備具有(you)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱/三(san)維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦復合結(jie)構的(de)(de)太(tai)陽(yang)(yang)能(neng)電(dian)池，使得所制(zhi)備的(de)(de)器件(jian)具有(you)良好的(de)(de)耐輻照、耐高溫(wen)和(he)耐濕(shi)度特性(xing)。現有(you)的(de)(de)報道(dao)主要集中在器件(jian)的(de)(de)效(xiao)率和(he)穩定性(xing)，但(dan)對于量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱的(de)(de)形成(cheng)機(ji)理(li)卻鮮有(you)報道(dao)，尤其(qi)是對在不(bu)(bu)同(tong)條件(jian)下的(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱生(sheng)長機(ji)理(li)并不(bu)(bu)清楚(chu)。

為此，我校研究(jiu)團隊采(cai)用(yong)高(gao)(gao)能(neng)(neng)同步輻射(she)掠入射(she)角X射(she)線衍射(she)實時(shi)表征了(le)(le)(le)(le)在(zai)三(san)維鈣鈦(tai)礦(kuang)表面通過旋涂長(chang)鏈(lian)有(you)機(ji)銨鹽溶液法所(suo)制(zhi)備(bei)(bei)鈣鈦(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)形成過程，在(zai)了(le)(le)(le)(le)解鈣鈦(tai)礦(kuang)生(sheng)長(chang)機(ji)理的(de)(de)(de)(de)(de)前提(ti)下，研究(jiu)了(le)(le)(le)(le)不(bu)同反(fan)(fan)應(ying)(ying)條件(jian)(jian)(jian)對(dui)鈣鈦(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)相純度和(he)取向(xiang)有(you)序(xu)性(xing)(xing)產生(sheng)影(ying)響。該項成果從(cong)化學反(fan)(fan)應(ying)(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)理上確(que)定了(le)(le)(le)(le)與(yu)長(chang)鏈(lian)分(fen)子(zi)(zi)(zi)反(fan)(fan)應(ying)(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)反(fan)(fan)應(ying)(ying)物，明(ming)確(que)了(le)(le)(le)(le)鈣鈦(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)形成機(ji)理，探究(jiu)了(le)(le)(le)(le)鈣鈦(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)調控與(yu)器(qi)件(jian)(jian)(jian)效(xiao)(xiao)率以(yi)及穩(wen)(wen)定性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)本質聯系，并指(zhi)出(chu)了(le)(le)(le)(le)有(you)效(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)調控手段，建立了(le)(le)(le)(le)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)/三(san)維鈣鈦(tai)礦(kuang)復(fu)合結(jie)(jie)構薄(bo)膜(mo)最基(ji)礎理論依據。鈣鈦(tai)礦(kuang)優越(yue)的(de)(de)(de)(de)(de)材料性(xing)(xing)能(neng)(neng)預示(shi)著理論上它具備(bei)(bei)打破現有(you)傳統(tong)光伏格(ge)局的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)力(li)，目前科(ke)研領域正在(zai)關注單(dan)結(jie)(jie)鈣鈦(tai)礦(kuang)電(dian)(dian)池(chi)的(de)(de)(de)(de)(de)轉換效(xiao)(xiao)率、穩(wen)(wen)定性(xing)(xing)和(he)降低鉛污染，有(you)初創企(qi)業推出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)單(dan)結(jie)(jie)組件(jian)(jian)(jian)能(neng)(neng)量(liang)(liang)轉換效(xiao)(xiao)率已(yi)超(chao)過17%，接近(jin)多晶(jing)硅組件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)轉換效(xiao)(xiao)率，并且(qie)理論成本更低。本研究(jiu)工作針對(dui)傳統(tong)三(san)維鈣鈦(tai)礦(kuang)光伏器(qi)件(jian)(jian)(jian)穩(wen)(wen)定性(xing)(xing)差的(de)(de)(de)(de)(de)特點，從(cong)成膜(mo)機(ji)理上提(ti)出(chu)了(le)(le)(le)(le)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)/三(san)維鈣鈦(tai)礦(kuang)復(fu)合結(jie)(jie)構的(de)(de)(de)(de)(de)有(you)效(xiao)(xiao)調控手段，有(you)望從(cong)根(gen)本上提(ti)高(gao)(gao)器(qi)件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)使用(yong)壽(shou)命，降低器(qi)件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)制(zhi)備(bei)(bei)成本，為工業化生(sheng)高(gao)(gao)效(xiao)(xiao)穩(wen)(wen)定鈣鈦(tai)礦(kuang)太陽能(neng)(neng)電(dian)(dian)池(chi)提(ti)供了(le)(le)(le)(le)新的(de)(de)(de)(de)(de)技術途(tu)徑。

Advanced Materials是材料(liao)學科(ke)(ke)世界頂尖期刊(kan)，在國際材料(liao)領域享譽盛名，當前影響因(yin)子27.39。該研究工(gong)作受到國家自然科(ke)(ke)學基金委(wei)、深圳市科(ke)(ke)創(chuang)委(wei)以及(ji)深圳職(zhi)業技(ji)術學院(yuan)的資助。

（霍(huo)夫曼先進材料(liao)研究院）