近日，我校(xiao)霍(huo)夫(fu)曼先(xian)進材(cai)料(liao)研究院諾獎團隊(dui)在(zai)利用高能同步輻射對鈣(gai)鈦(tai)礦量(liang)子阱(jing)的(de)形成(cheng)機(ji)理研究領域取得重要(yao)進展：研究團隊(dui)采(cai)用高能掠入射角X射線衍(yan)射實時(shi)表(biao)征了在(zai)三(san)維鈣(gai)鈦(tai)礦表(biao)面通(tong)過(guo)旋涂長(chang)鏈(lian)有機(ji)銨鹽溶液法(fa)所制備(bei)鈣(gai)鈦(tai)礦量(liang)子阱(jing)形成(cheng)過(guo)程(cheng)，明確了與長(chang)鏈(lian)有機(ji)銨分子發生(sheng)反(fan)(fan)(fan)應的(de)反(fan)(fan)(fan)應物；并通(tong)過(guo)追蹤反(fan)(fan)(fan)應產物在(zai)熱退火前(qian)后的(de)晶體(ti)(ti)結構演變，探究了鈣(gai)鈦(tai)礦量(liang)子阱(jing)形成(cheng)過(guo)程(cheng)的(de)具(ju)體(ti)(ti)路徑。這一(yi)研究成(cheng)果(guo)發表(biao)在(zai)材(cai)料(liao)領域國際頂尖期刊《先(xian)進材(cai)料(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上(shang)，論文第一(yi)作(zuo)者為(wei)(wei)霍(huo)夫(fu)曼先(xian)進材(cai)料(liao)研究院胡漢林副教授(shou)，深圳職業技術學院為(wei)(wei)論文第一(yi)完成(cheng)單位(wei)。

有(you)(you)機(ji)-無(wu)機(ji)雜(za)化鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太陽能(neng)電池，因其(qi)優異的(de)光電轉換效(xiao)率（經認(ren)證的(de)單結小面積有(you)(you)機(ji)-無(wu)機(ji)雜(za)化鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太陽能(neng)電池效(xiao)率已達25.5%）、較低的(de)成(cheng)本以及優良的(de)力學柔性(xing)等(deng)特點，在(zai)新(xin)(xin)能(neng)源領域展現出了(le)(le)巨大(da)的(de)應用前景(jing)。而基于(yu)(yu)ABX3傳統三維(wei)(wei)結構的(de)鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)材料(liao)由(you)于(yu)(yu)自身的(de)離(li)子(zi)遷移，以及在(zai)外界光、熱、水等(deng)因素下很(hen)容易被破壞，面臨著(zhu)長期(qi)穩定性(xing)差的(de)問題(ti)，嚴重制(zhi)約了(le)(le)其(qi)實際應用。科學工作(zuo)者創新(xin)(xin)地通過鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)阱修飾傳統的(de)三維(wei)(wei)鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)方法來制(zhi)備具有(you)(you)量(liang)(liang)(liang)子(zi)阱/三維(wei)(wei)鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復合(he)結構的(de)太陽能(neng)電池，使(shi)得所制(zhi)備的(de)器(qi)件具有(you)(you)良好的(de)耐輻照(zhao)、耐高溫和(he)耐濕度特性(xing)。現有(you)(you)的(de)報道主(zhu)要(yao)集中在(zai)器(qi)件的(de)效(xiao)率和(he)穩定性(xing)，但(dan)對于(yu)(yu)量(liang)(liang)(liang)子(zi)阱的(de)形成(cheng)機(ji)理(li)卻(que)鮮(xian)有(you)(you)報道，尤(you)其(qi)是對在(zai)不同條件下的(de)鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)阱生長機(ji)理(li)并不清(qing)楚。

為此，我校研(yan)究(jiu)團隊采(cai)用高能(neng)(neng)同步輻射(she)掠入射(she)角X射(she)線衍射(she)實(shi)時表征了(le)在(zai)三(san)維(wei)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)表面通(tong)過(guo)旋涂長(chang)鏈(lian)有機(ji)銨鹽(yan)溶(rong)液法所制備(bei)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)阱(jing)(jing)形成(cheng)過(guo)程，在(zai)了(le)解鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)生(sheng)(sheng)長(chang)機(ji)理(li)的(de)前提下，研(yan)究(jiu)了(le)不同反應(ying)條件(jian)(jian)對(dui)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)阱(jing)(jing)的(de)相(xiang)純度和(he)取向有序性產(chan)生(sheng)(sheng)影響。該項成(cheng)果從化學(xue)反應(ying)的(de)機(ji)理(li)上確定了(le)與長(chang)鏈(lian)分(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)反應(ying)的(de)反應(ying)物，明確了(le)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)阱(jing)(jing)的(de)形成(cheng)機(ji)理(li)，探究(jiu)了(le)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)阱(jing)(jing)的(de)調控與器件(jian)(jian)效(xiao)率以及穩(wen)(wen)定性的(de)本質聯系，并指出了(le)有效(xiao)的(de)調控手(shou)段，建立(li)了(le)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)阱(jing)(jing)/三(san)維(wei)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復合結(jie)構(gou)(gou)薄膜最基礎理(li)論(lun)依據(ju)。鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)優越的(de)材料性能(neng)(neng)預示著理(li)論(lun)上它具備(bei)打破現有傳統光伏格局的(de)能(neng)(neng)力，目前科研(yan)領域(yu)正在(zai)關注單(dan)結(jie)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)電池(chi)的(de)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率、穩(wen)(wen)定性和(he)降低(di)(di)鉛污染，有初(chu)創企業推出的(de)單(dan)結(jie)組件(jian)(jian)能(neng)(neng)量(liang)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率已超過(guo)17%，接(jie)近多晶硅(gui)組件(jian)(jian)的(de)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率，并且理(li)論(lun)成(cheng)本更(geng)低(di)(di)。本研(yan)究(jiu)工作(zuo)針對(dui)傳統三(san)維(wei)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)光伏器件(jian)(jian)穩(wen)(wen)定性差(cha)的(de)特點，從成(cheng)膜機(ji)理(li)上提出了(le)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)阱(jing)(jing)/三(san)維(wei)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復合結(jie)構(gou)(gou)的(de)有效(xiao)調控手(shou)段，有望從根本上提高器件(jian)(jian)的(de)使用壽命(ming)，降低(di)(di)器件(jian)(jian)的(de)制備(bei)成(cheng)本，為工業化生(sheng)(sheng)高效(xiao)穩(wen)(wen)定鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)太陽能(neng)(neng)電池(chi)提供了(le)新(xin)的(de)技術途徑。

Advanced Materials是材料(liao)學科世界頂尖期刊(kan)，在國際(ji)材料(liao)領(ling)域享譽盛(sheng)名，當(dang)前影響(xiang)因(yin)子27.39。該研究工作受到(dao)國家自然科學基金(jin)委、深圳(zhen)市科創(chuang)委以及深圳(zhen)職業技術學院的資助。

（霍夫曼先進(jin)材(cai)料研究院）