近日(ri)，我校霍夫(fu)曼(man)先進材(cai)料研(yan)究(jiu)院(yuan)諾(nuo)獎團隊(dui)在(zai)利(li)用高能同(tong)步輻射(she)對鈣鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)形成(cheng)機(ji)理研(yan)究(jiu)領域(yu)取得重要進展：研(yan)究(jiu)團隊(dui)采用高能掠(lve)入射(she)角X射(she)線衍射(she)實時(shi)表(biao)征了在(zai)三維鈣鈦(tai)礦(kuang)(kuang)表(biao)面通(tong)過旋涂長鏈有(you)機(ji)銨鹽溶液法所制備(bei)鈣鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)形成(cheng)過程(cheng)，明(ming)確了與長鏈有(you)機(ji)銨分(fen)子(zi)發(fa)生反應的(de)(de)反應物；并通(tong)過追(zhui)蹤反應產物在(zai)熱(re)退(tui)火前(qian)后(hou)的(de)(de)晶體結構演變，探究(jiu)了鈣鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)形成(cheng)過程(cheng)的(de)(de)具體路(lu)徑。這一研(yan)究(jiu)成(cheng)果發(fa)表(biao)在(zai)材(cai)料領域(yu)國(guo)際頂尖期刊《先進材(cai)料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論(lun)文第一作(zuo)者(zhe)為(wei)霍夫(fu)曼(man)先進材(cai)料研(yan)究(jiu)院(yuan)胡漢林副(fu)教授，深圳(zhen)職(zhi)業技術學院(yuan)為(wei)論(lun)文第一完成(cheng)單位(wei)。

有(you)(you)(you)機(ji)(ji)(ji)-無機(ji)(ji)(ji)雜(za)化鈣鈦(tai)礦太(tai)陽(yang)能電(dian)池(chi)，因其(qi)(qi)優異的(de)(de)(de)(de)光(guang)電(dian)轉(zhuan)換效率（經認(ren)證的(de)(de)(de)(de)單結(jie)(jie)小面積有(you)(you)(you)機(ji)(ji)(ji)-無機(ji)(ji)(ji)雜(za)化鈣鈦(tai)礦太(tai)陽(yang)能電(dian)池(chi)效率已達25.5%）、較低的(de)(de)(de)(de)成本以及優良(liang)的(de)(de)(de)(de)力(li)學柔性(xing)等特點，在(zai)新能源領域展現(xian)出了巨大的(de)(de)(de)(de)應用(yong)前(qian)景。而(er)基(ji)于ABX3傳統三維結(jie)(jie)構(gou)的(de)(de)(de)(de)鈣鈦(tai)礦材料由于自身的(de)(de)(de)(de)離(li)子(zi)遷移，以及在(zai)外界光(guang)、熱、水(shui)等因素(su)下(xia)很容(rong)易被破壞，面臨著長期穩定性(xing)差(cha)的(de)(de)(de)(de)問(wen)題，嚴重制(zhi)約了其(qi)(qi)實際應用(yong)。科學工作者創新地通過(guo)鈣鈦(tai)礦量子(zi)阱(jing)(jing)(jing)修飾傳統的(de)(de)(de)(de)三維鈣鈦(tai)礦方法來制(zhi)備具(ju)(ju)有(you)(you)(you)量子(zi)阱(jing)(jing)(jing)/三維鈣鈦(tai)礦復合結(jie)(jie)構(gou)的(de)(de)(de)(de)太(tai)陽(yang)能電(dian)池(chi)，使(shi)得所制(zhi)備的(de)(de)(de)(de)器件具(ju)(ju)有(you)(you)(you)良(liang)好(hao)的(de)(de)(de)(de)耐輻照、耐高溫(wen)和耐濕度特性(xing)。現(xian)有(you)(you)(you)的(de)(de)(de)(de)報(bao)道主要集中在(zai)器件的(de)(de)(de)(de)效率和穩定性(xing)，但對于量子(zi)阱(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)形成機(ji)(ji)(ji)理卻鮮(xian)有(you)(you)(you)報(bao)道，尤其(qi)(qi)是(shi)對在(zai)不同條件下(xia)的(de)(de)(de)(de)鈣鈦(tai)礦量子(zi)阱(jing)(jing)(jing)生長機(ji)(ji)(ji)理并不清楚。

為此，我校研究(jiu)(jiu)團隊采用(yong)高(gao)(gao)能(neng)(neng)同步輻射(she)掠入(ru)射(she)角X射(she)線衍(yan)射(she)實(shi)時表征了(le)在三(san)維(wei)鈣鈦(tai)礦(kuang)表面(mian)通過旋涂(tu)長(chang)鏈(lian)有(you)機(ji)銨(an)鹽溶液(ye)法所制備(bei)鈣鈦(tai)礦(kuang)量(liang)子阱形成(cheng)(cheng)過程，在了(le)解鈣鈦(tai)礦(kuang)生長(chang)機(ji)理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)前(qian)提(ti)(ti)(ti)下(xia)，研究(jiu)(jiu)了(le)不同反(fan)(fan)應(ying)條件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)對鈣鈦(tai)礦(kuang)量(liang)子阱的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)相純度和(he)取向有(you)序性(xing)產生影響。該(gai)項成(cheng)(cheng)果從(cong)化學反(fan)(fan)應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)理(li)上(shang)確定(ding)(ding)了(le)與長(chang)鏈(lian)分子反(fan)(fan)應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)反(fan)(fan)應(ying)物，明確了(le)鈣鈦(tai)礦(kuang)量(liang)子阱的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)形成(cheng)(cheng)機(ji)理(li)，探(tan)究(jiu)(jiu)了(le)鈣鈦(tai)礦(kuang)量(liang)子阱的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)調控與器件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)(lv)以及穩(wen)定(ding)(ding)性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)本質聯系，并(bing)(bing)指出了(le)有(you)效(xiao)(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)調控手段，建立了(le)量(liang)子阱/三(san)維(wei)鈣鈦(tai)礦(kuang)復合(he)結(jie)構薄膜最基(ji)礎理(li)論依(yi)據。鈣鈦(tai)礦(kuang)優越的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)材(cai)料(liao)性(xing)能(neng)(neng)預(yu)示著(zhu)理(li)論上(shang)它具備(bei)打破現有(you)傳(chuan)統光伏格局的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)力，目(mu)前(qian)科研領域正在關注單(dan)結(jie)鈣鈦(tai)礦(kuang)電池的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)轉換效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)(lv)、穩(wen)定(ding)(ding)性(xing)和(he)降(jiang)低鉛污染，有(you)初(chu)創企業推出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)單(dan)結(jie)組(zu)件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)能(neng)(neng)量(liang)轉換效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)(lv)已(yi)超過17%，接近多晶(jing)硅組(zu)件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)轉換效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)(lv)，并(bing)(bing)且理(li)論成(cheng)(cheng)本更低。本研究(jiu)(jiu)工作針對傳(chuan)統三(san)維(wei)鈣鈦(tai)礦(kuang)光伏器件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)穩(wen)定(ding)(ding)性(xing)差的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)特點，從(cong)成(cheng)(cheng)膜機(ji)理(li)上(shang)提(ti)(ti)(ti)出了(le)量(liang)子阱/三(san)維(wei)鈣鈦(tai)礦(kuang)復合(he)結(jie)構的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)有(you)效(xiao)(xiao)(xiao)調控手段，有(you)望從(cong)根本上(shang)提(ti)(ti)(ti)高(gao)(gao)器件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)使用(yong)壽命(ming)，降(jiang)低器件(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)制備(bei)成(cheng)(cheng)本，為工業化生高(gao)(gao)效(xiao)(xiao)(xiao)穩(wen)定(ding)(ding)鈣鈦(tai)礦(kuang)太陽能(neng)(neng)電池提(ti)(ti)(ti)供了(le)新的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)技術途徑。

Advanced Materials是(shi)材料(liao)學科世界頂(ding)尖期刊，在國(guo)際材料(liao)領(ling)域享譽盛名(ming)，當前影響因子27.39。該研究工(gong)作受(shou)到(dao)國(guo)家自然科學基金委、深(shen)(shen)圳(zhen)市科創委以(yi)及深(shen)(shen)圳(zhen)職(zhi)業技術(shu)學院的資助。

（霍夫(fu)曼(man)先進(jin)材料研究院(yuan)）