近日(ri)，我(wo)校霍夫曼先進材料研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)院(yuan)諾(nuo)獎(jiang)團隊(dui)在(zai)利用高(gao)能(neng)同步(bu)輻(fu)射(she)對鈣(gai)鈦礦(kuang)量子阱(jing)的形(xing)成(cheng)機理研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)領域取(qu)得重要(yao)進展(zhan)：研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)團隊(dui)采用高(gao)能(neng)掠入射(she)角X射(she)線(xian)衍射(she)實時表(biao)(biao)征(zheng)了(le)在(zai)三(san)維鈣(gai)鈦礦(kuang)表(biao)(biao)面(mian)通過(guo)(guo)旋(xuan)涂長鏈有機銨鹽溶液法所(suo)制備鈣(gai)鈦礦(kuang)量子阱(jing)形(xing)成(cheng)過(guo)(guo)程(cheng)，明確了(le)與長鏈有機銨分子發(fa)生反應(ying)的反應(ying)物；并通過(guo)(guo)追蹤反應(ying)產(chan)物在(zai)熱退火前后的晶體結構演變，探究(jiu)(jiu)(jiu)了(le)鈣(gai)鈦礦(kuang)量子阱(jing)形(xing)成(cheng)過(guo)(guo)程(cheng)的具體路(lu)徑。這一(yi)(yi)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)成(cheng)果發(fa)表(biao)(biao)在(zai)材料領域國際頂尖期刊《先進材料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文(wen)第一(yi)(yi)作(zuo)者為(wei)霍夫曼先進材料研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)院(yuan)胡漢林副(fu)教授，深(shen)圳職業技術學院(yuan)為(wei)論文(wen)第一(yi)(yi)完(wan)成(cheng)單(dan)位(wei)。

有(you)機(ji)-無(wu)機(ji)雜化(hua)(hua)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)太陽能(neng)電(dian)池，因(yin)其(qi)優異的光電(dian)轉(zhuan)換效(xiao)(xiao)率(lv)（經認(ren)證的單結小面積有(you)機(ji)-無(wu)機(ji)雜化(hua)(hua)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)太陽能(neng)電(dian)池效(xiao)(xiao)率(lv)已達25.5%）、較低的成本以(yi)及優良(liang)(liang)的力(li)學(xue)柔(rou)性等(deng)特點，在(zai)新能(neng)源領域展現(xian)出(chu)了(le)巨大的應用前(qian)景(jing)。而基于ABX3傳(chuan)統三維結構(gou)的鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)材料(liao)由于自身的離子(zi)(zi)(zi)遷移(yi)，以(yi)及在(zai)外界光、熱、水等(deng)因(yin)素下(xia)很容易(yi)被破壞，面臨(lin)著長期穩(wen)定性差的問題，嚴(yan)重制(zhi)約了(le)其(qi)實際(ji)應用。科學(xue)工作者創(chuang)新地通過鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)(zi)(zi)阱(jing)修飾傳(chuan)統的三維鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)方法來制(zhi)備(bei)具有(you)量子(zi)(zi)(zi)阱(jing)/三維鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)復合結構(gou)的太陽能(neng)電(dian)池，使得(de)所制(zhi)備(bei)的器件具有(you)良(liang)(liang)好(hao)的耐輻(fu)照、耐高溫和耐濕(shi)度特性。現(xian)有(you)的報道(dao)主要集中在(zai)器件的效(xiao)(xiao)率(lv)和穩(wen)定性，但對(dui)于量子(zi)(zi)(zi)阱(jing)的形成機(ji)理卻鮮有(you)報道(dao)，尤其(qi)是對(dui)在(zai)不同條件下(xia)的鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)(zi)(zi)阱(jing)生(sheng)長機(ji)理并不清楚。

為此，我校研究團(tuan)隊(dui)采用高(gao)能(neng)同步輻射(she)掠入(ru)射(she)角X射(she)線衍(yan)射(she)實時表征了在三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)表面(mian)通過旋涂(tu)長鏈有(you)(you)(you)(you)機(ji)銨鹽(yan)溶液法(fa)所制備(bei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)形(xing)(xing)成(cheng)過程，在了解(jie)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)生長機(ji)理(li)(li)的(de)(de)前提(ti)(ti)下(xia)，研究了不同反(fan)(fan)應條件(jian)(jian)對鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)相(xiang)純度和(he)(he)取(qu)向有(you)(you)(you)(you)序性產生影響。該項成(cheng)果從化學反(fan)(fan)應的(de)(de)機(ji)理(li)(li)上(shang)確(que)定了與(yu)(yu)長鏈分子(zi)反(fan)(fan)應的(de)(de)反(fan)(fan)應物，明確(que)了鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)形(xing)(xing)成(cheng)機(ji)理(li)(li)，探究了鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)調(diao)控與(yu)(yu)器(qi)件(jian)(jian)效率以及穩(wen)定性的(de)(de)本(ben)質聯系，并指出(chu)(chu)了有(you)(you)(you)(you)效的(de)(de)調(diao)控手段(duan)，建(jian)立了量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)/三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復合結(jie)構(gou)薄膜最基礎理(li)(li)論(lun)依(yi)據(ju)。鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)優越(yue)的(de)(de)材料(liao)性能(neng)預示著(zhu)理(li)(li)論(lun)上(shang)它具備(bei)打破(po)現有(you)(you)(you)(you)傳統(tong)光(guang)(guang)伏(fu)(fu)格局(ju)的(de)(de)能(neng)力，目前科(ke)研領域正在關注單結(jie)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)電(dian)池的(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)換效率、穩(wen)定性和(he)(he)降(jiang)低(di)鉛污染，有(you)(you)(you)(you)初創企(qi)業推出(chu)(chu)的(de)(de)單結(jie)組(zu)件(jian)(jian)能(neng)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)轉(zhuan)(zhuan)換效率已超過17%，接近多(duo)晶硅組(zu)件(jian)(jian)的(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)換效率，并且理(li)(li)論(lun)成(cheng)本(ben)更低(di)。本(ben)研究工(gong)作針(zhen)對傳統(tong)三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)光(guang)(guang)伏(fu)(fu)器(qi)件(jian)(jian)穩(wen)定性差的(de)(de)特點，從成(cheng)膜機(ji)理(li)(li)上(shang)提(ti)(ti)出(chu)(chu)了量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)/三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復合結(jie)構(gou)的(de)(de)有(you)(you)(you)(you)效調(diao)控手段(duan)，有(you)(you)(you)(you)望從根本(ben)上(shang)提(ti)(ti)高(gao)器(qi)件(jian)(jian)的(de)(de)使(shi)用壽命(ming)，降(jiang)低(di)器(qi)件(jian)(jian)的(de)(de)制備(bei)成(cheng)本(ben)，為工(gong)業化生高(gao)效穩(wen)定鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太陽能(neng)電(dian)池提(ti)(ti)供(gong)了新的(de)(de)技術途徑(jing)。

Advanced Materials是材料學(xue)科(ke)世界頂尖期刊，在國(guo)際材料領域享譽盛名(ming)，當前影響因子(zi)27.39。該(gai)研究工作(zuo)受到國(guo)家自然科(ke)學(xue)基(ji)金委(wei)、深圳(zhen)市科(ke)創委(wei)以及(ji)深圳(zhen)職業技術學(xue)院的資助。

（霍(huo)夫(fu)曼先進材(cai)料研(yan)究院）