近日，我校霍夫(fu)曼先(xian)進(jin)材料(liao)研究(jiu)(jiu)院諾獎團隊(dui)在利用高能同步輻射對鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量子(zi)阱的形成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)機理研究(jiu)(jiu)領域取得重要進(jin)展：研究(jiu)(jiu)團隊(dui)采(cai)用高能掠入射角X射線衍射實時(shi)表征了(le)在三(san)維鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)表面通過(guo)旋涂(tu)長鏈有機銨鹽(yan)溶(rong)液法所制(zhi)備鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量子(zi)阱形成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)過(guo)程，明確了(le)與長鏈有機銨分子(zi)發(fa)生(sheng)反應(ying)的反應(ying)物；并通過(guo)追(zhui)蹤反應(ying)產(chan)物在熱退火前后的晶體(ti)結構演變，探究(jiu)(jiu)了(le)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量子(zi)阱形成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)過(guo)程的具體(ti)路徑。這(zhe)一研究(jiu)(jiu)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)果發(fa)表在材料(liao)領域國際(ji)頂(ding)尖期刊《先(xian)進(jin)材料(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文(wen)第(di)一作者(zhe)為霍夫(fu)曼先(xian)進(jin)材料(liao)研究(jiu)(jiu)院胡漢林副教授，深圳職業(ye)技術學院為論文(wen)第(di)一完成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)單位。

有(you)(you)(you)機(ji)-無機(ji)雜(za)化(hua)(hua)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)太陽能電(dian)池，因其優異的(de)(de)(de)(de)(de)光電(dian)轉換效率(lv)（經認(ren)證的(de)(de)(de)(de)(de)單結(jie)小面積(ji)有(you)(you)(you)機(ji)-無機(ji)雜(za)化(hua)(hua)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)太陽能電(dian)池效率(lv)已(yi)達(da)25.5%）、較低的(de)(de)(de)(de)(de)成本以及優良的(de)(de)(de)(de)(de)力學柔性(xing)等特點，在新能源領域展現(xian)出了巨大的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)前景(jing)。而基于ABX3傳(chuan)統(tong)三維(wei)結(jie)構的(de)(de)(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)材料由于自身的(de)(de)(de)(de)(de)離(li)子遷移，以及在外界(jie)光、熱、水等因素下很容易被破壞，面臨著長(chang)期穩定性(xing)差的(de)(de)(de)(de)(de)問題(ti)，嚴重制約(yue)了其實際應(ying)用(yong)。科學工作者(zhe)創(chuang)新地通過(guo)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量子阱(jing)(jing)修(xiu)飾傳(chuan)統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)三維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)方(fang)法來制備具(ju)有(you)(you)(you)量子阱(jing)(jing)/三維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復合結(jie)構的(de)(de)(de)(de)(de)太陽能電(dian)池，使得所制備的(de)(de)(de)(de)(de)器(qi)件具(ju)有(you)(you)(you)良好的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)輻照(zhao)、耐(nai)高(gao)溫和(he)耐(nai)濕(shi)度(du)特性(xing)。現(xian)有(you)(you)(you)的(de)(de)(de)(de)(de)報道主(zhu)要集中在器(qi)件的(de)(de)(de)(de)(de)效率(lv)和(he)穩定性(xing)，但對于量子阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)形成機(ji)理卻鮮有(you)(you)(you)報道，尤(you)其是對在不同條件下的(de)(de)(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量子阱(jing)(jing)生長(chang)機(ji)理并不清(qing)楚。

為此，我校研(yan)究(jiu)團隊采用高(gao)能(neng)(neng)(neng)同步輻射掠入射角X射線衍射實時表征(zheng)了(le)(le)在(zai)三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)表面通(tong)過(guo)旋(xuan)涂長鏈有(you)(you)機(ji)銨鹽溶液(ye)法(fa)所制備(bei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱形成(cheng)過(guo)程，在(zai)了(le)(le)解鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)生(sheng)長機(ji)理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)前(qian)(qian)提(ti)下，研(yan)究(jiu)了(le)(le)不同反(fan)應(ying)條件對(dui)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)(de)(de)(de)相純(chun)度和取向有(you)(you)序性(xing)產生(sheng)影響。該項成(cheng)果從(cong)化學反(fan)應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)理(li)上(shang)確定了(le)(le)與長鏈分子(zi)(zi)反(fan)應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)反(fan)應(ying)物，明確了(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)(de)(de)(de)形成(cheng)機(ji)理(li)，探究(jiu)了(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)(de)(de)(de)調(diao)控與器件效率(lv)(lv)以及穩定性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)本(ben)(ben)(ben)質聯(lian)系，并指(zhi)出(chu)了(le)(le)有(you)(you)效的(de)(de)(de)(de)(de)(de)調(diao)控手段(duan)，建立了(le)(le)量(liang)子(zi)(zi)阱/三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復合(he)結(jie)構薄膜最基礎理(li)論(lun)依據。鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)優越(yue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)材料(liao)性(xing)能(neng)(neng)(neng)預(yu)示著理(li)論(lun)上(shang)它具(ju)備(bei)打(da)破現有(you)(you)傳統光(guang)伏格(ge)局的(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)力(li)，目前(qian)(qian)科研(yan)領域正在(zai)關注單(dan)結(jie)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)電池的(de)(de)(de)(de)(de)(de)轉換(huan)效率(lv)(lv)、穩定性(xing)和降(jiang)低(di)鉛污染(ran)，有(you)(you)初(chu)創企(qi)業推(tui)出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)單(dan)結(jie)組(zu)件能(neng)(neng)(neng)量(liang)轉換(huan)效率(lv)(lv)已超過(guo)17%，接(jie)近多晶硅組(zu)件的(de)(de)(de)(de)(de)(de)轉換(huan)效率(lv)(lv)，并且(qie)理(li)論(lun)成(cheng)本(ben)(ben)(ben)更低(di)。本(ben)(ben)(ben)研(yan)究(jiu)工作針對(dui)傳統三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)光(guang)伏器件穩定性(xing)差的(de)(de)(de)(de)(de)(de)特點(dian)，從(cong)成(cheng)膜機(ji)理(li)上(shang)提(ti)出(chu)了(le)(le)量(liang)子(zi)(zi)阱/三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復合(he)結(jie)構的(de)(de)(de)(de)(de)(de)有(you)(you)效調(diao)控手段(duan)，有(you)(you)望從(cong)根本(ben)(ben)(ben)上(shang)提(ti)高(gao)器件的(de)(de)(de)(de)(de)(de)使用壽命，降(jiang)低(di)器件的(de)(de)(de)(de)(de)(de)制備(bei)成(cheng)本(ben)(ben)(ben)，為工業化生(sheng)高(gao)效穩定鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太陽能(neng)(neng)(neng)電池提(ti)供了(le)(le)新的(de)(de)(de)(de)(de)(de)技術途徑(jing)。

Advanced Materials是材料(liao)學(xue)科(ke)世界(jie)頂尖期(qi)刊(kan)，在國(guo)際材料(liao)領域(yu)享譽盛名，當(dang)前影響(xiang)因子27.39。該研究工作(zuo)受到國(guo)家(jia)自然科(ke)學(xue)基金(jin)委、深圳市科(ke)創委以及深圳職(zhi)業技(ji)術學(xue)院(yuan)的資助(zhu)。

（霍(huo)夫曼先(xian)進材料(liao)研究(jiu)院）