近日，我校霍夫曼先進(jin)材料(liao)研(yan)究(jiu)院(yuan)諾獎(jiang)團(tuan)隊在(zai)利用高(gao)能同步輻射(she)(she)對(dui)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)的形(xing)成(cheng)(cheng)機理研(yan)究(jiu)領(ling)域取得重要進(jin)展：研(yan)究(jiu)團(tuan)隊采用高(gao)能掠入射(she)(she)角(jiao)X射(she)(she)線衍(yan)射(she)(she)實時表征(zheng)了(le)在(zai)三維鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)表面(mian)通(tong)過旋(xuan)涂(tu)長鏈有(you)機銨(an)鹽溶液法所制備(bei)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)形(xing)成(cheng)(cheng)過程，明確了(le)與長鏈有(you)機銨(an)分子(zi)發(fa)生(sheng)反應的反應物(wu)；并通(tong)過追蹤(zong)反應產物(wu)在(zai)熱退(tui)火前后的晶體結構演變，探究(jiu)了(le)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)形(xing)成(cheng)(cheng)過程的具體路徑(jing)。這一研(yan)究(jiu)成(cheng)(cheng)果發(fa)表在(zai)材料(liao)領(ling)域國(guo)際頂尖期刊《先進(jin)材料(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文(wen)第一作(zuo)者為霍夫曼先進(jin)材料(liao)研(yan)究(jiu)院(yuan)胡漢(han)林(lin)副(fu)教授，深圳職業技術學院(yuan)為論文(wen)第一完成(cheng)(cheng)單(dan)位(wei)。

有(you)(you)機(ji)(ji)-無(wu)機(ji)(ji)雜化鈣(gai)鈦礦太陽能(neng)(neng)(neng)電池，因其(qi)優(you)異的(de)(de)(de)光電轉換效率（經認證(zheng)的(de)(de)(de)單結小(xiao)面積(ji)有(you)(you)機(ji)(ji)-無(wu)機(ji)(ji)雜化鈣(gai)鈦礦太陽能(neng)(neng)(neng)電池效率已達25.5%）、較(jiao)低的(de)(de)(de)成(cheng)本以(yi)及(ji)優(you)良(liang)的(de)(de)(de)力學(xue)柔性(xing)(xing)(xing)等特(te)點(dian)，在(zai)新能(neng)(neng)(neng)源領域展(zhan)現(xian)出了(le)(le)巨大(da)的(de)(de)(de)應用前景。而基于ABX3傳(chuan)統三(san)(san)維結構(gou)的(de)(de)(de)鈣(gai)鈦礦材料由(you)于自(zi)身的(de)(de)(de)離子(zi)遷(qian)移，以(yi)及(ji)在(zai)外界光、熱、水等因素下很容(rong)易被破壞，面臨著長期穩定性(xing)(xing)(xing)差的(de)(de)(de)問題，嚴重制(zhi)約了(le)(le)其(qi)實(shi)際應用。科學(xue)工作者創新地通過鈣(gai)鈦礦量子(zi)阱修(xiu)飾傳(chuan)統的(de)(de)(de)三(san)(san)維鈣(gai)鈦礦方(fang)法(fa)來制(zhi)備具有(you)(you)量子(zi)阱/三(san)(san)維鈣(gai)鈦礦復合結構(gou)的(de)(de)(de)太陽能(neng)(neng)(neng)電池，使得所制(zhi)備的(de)(de)(de)器(qi)(qi)件(jian)具有(you)(you)良(liang)好的(de)(de)(de)耐(nai)輻照、耐(nai)高溫和(he)耐(nai)濕度特(te)性(xing)(xing)(xing)。現(xian)有(you)(you)的(de)(de)(de)報道主要集中(zhong)在(zai)器(qi)(qi)件(jian)的(de)(de)(de)效率和(he)穩定性(xing)(xing)(xing)，但(dan)對于量子(zi)阱的(de)(de)(de)形成(cheng)機(ji)(ji)理(li)卻鮮(xian)有(you)(you)報道，尤(you)其(qi)是對在(zai)不同條件(jian)下的(de)(de)(de)鈣(gai)鈦礦量子(zi)阱生長機(ji)(ji)理(li)并不清楚(chu)。

為此，我校(xiao)研(yan)究(jiu)團隊采用高能(neng)(neng)同(tong)步輻射掠入射角(jiao)X射線衍射實時表(biao)征了(le)在三(san)(san)維鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)表(biao)面通過旋涂(tu)長鏈有(you)機(ji)銨鹽(yan)溶液法所制(zhi)備(bei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)形(xing)成(cheng)過程，在了(le)解(jie)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)生(sheng)長機(ji)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)前(qian)提下，研(yan)究(jiu)了(le)不同(tong)反(fan)應條件(jian)(jian)對鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)相純(chun)度和取向有(you)序性產(chan)生(sheng)影響(xiang)。該項成(cheng)果從(cong)(cong)化學(xue)反(fan)應的(de)(de)(de)(de)機(ji)理(li)(li)上確(que)定了(le)與(yu)長鏈分子(zi)反(fan)應的(de)(de)(de)(de)反(fan)應物，明確(que)了(le)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)形(xing)成(cheng)機(ji)理(li)(li)，探究(jiu)了(le)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)調控與(yu)器件(jian)(jian)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)以及穩(wen)(wen)定性的(de)(de)(de)(de)本質聯(lian)系，并指出(chu)了(le)有(you)效(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)(de)調控手(shou)段，建立了(le)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)/三(san)(san)維鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)復合結構薄(bo)膜(mo)最基礎理(li)(li)論(lun)(lun)依據。鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)優越(yue)的(de)(de)(de)(de)材(cai)料性能(neng)(neng)預(yu)示著理(li)(li)論(lun)(lun)上它具備(bei)打破(po)現有(you)傳(chuan)統(tong)光伏(fu)格局的(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)力，目(mu)前(qian)科研(yan)領域正在關注單結鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)電池的(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)換效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)、穩(wen)(wen)定性和降(jiang)低(di)鉛(qian)污染，有(you)初創企業推出(chu)的(de)(de)(de)(de)單結組件(jian)(jian)能(neng)(neng)量(liang)(liang)轉(zhuan)換效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)已超(chao)過17%，接(jie)近多晶硅組件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)換效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)，并且理(li)(li)論(lun)(lun)成(cheng)本更低(di)。本研(yan)究(jiu)工作針對傳(chuan)統(tong)三(san)(san)維鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)光伏(fu)器件(jian)(jian)穩(wen)(wen)定性差的(de)(de)(de)(de)特點，從(cong)(cong)成(cheng)膜(mo)機(ji)理(li)(li)上提出(chu)了(le)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)/三(san)(san)維鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)復合結構的(de)(de)(de)(de)有(you)效(xiao)(xiao)調控手(shou)段，有(you)望從(cong)(cong)根本上提高器件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)使用壽命，降(jiang)低(di)器件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)制(zhi)備(bei)成(cheng)本，為工業化生(sheng)高效(xiao)(xiao)穩(wen)(wen)定鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)太陽能(neng)(neng)電池提供了(le)新(xin)的(de)(de)(de)(de)技術途徑。

Advanced Materials是材料學(xue)科(ke)(ke)世界頂尖(jian)期(qi)刊，在(zai)國(guo)(guo)際(ji)材料領域享譽盛名(ming)，當前影(ying)響(xiang)因子(zi)27.39。該研(yan)究工作受到國(guo)(guo)家(jia)自然(ran)科(ke)(ke)學(xue)基金委、深圳(zhen)(zhen)市科(ke)(ke)創委以及深圳(zhen)(zhen)職業技術學(xue)院(yuan)的資助。

（霍夫曼先進材料研究院）