近日(ri)，我校(xiao)霍夫(fu)曼先進(jin)材(cai)料研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)院(yuan)諾獎團隊在利用(yong)高(gao)能同步輻射(she)對鈣鈦礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)的(de)形成(cheng)機理研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)領(ling)域取得(de)重(zhong)要(yao)進(jin)展：研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)團隊采用(yong)高(gao)能掠入射(she)角X射(she)線衍射(she)實時表征了(le)在三維鈣鈦礦(kuang)表面(mian)通過(guo)旋涂長(chang)鏈(lian)有機銨(an)鹽溶液法所制備鈣鈦礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)形成(cheng)過(guo)程，明確了(le)與長(chang)鏈(lian)有機銨(an)分子(zi)發生反應(ying)(ying)的(de)反應(ying)(ying)物；并通過(guo)追蹤(zong)反應(ying)(ying)產(chan)物在熱退火前后的(de)晶體(ti)(ti)結構(gou)演變，探究(jiu)(jiu)了(le)鈣鈦礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)形成(cheng)過(guo)程的(de)具體(ti)(ti)路徑。這一(yi)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)成(cheng)果(guo)發表在材(cai)料領(ling)域國際頂尖期刊《先進(jin)材(cai)料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論(lun)文第(di)一(yi)作者為(wei)霍夫(fu)曼先進(jin)材(cai)料研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)院(yuan)胡漢(han)林(lin)副教授，深圳職業技術學院(yuan)為(wei)論(lun)文第(di)一(yi)完成(cheng)單位(wei)。

有(you)機(ji)(ji)(ji)-無機(ji)(ji)(ji)雜化鈣鈦礦(kuang)太(tai)(tai)陽能電(dian)(dian)(dian)池，因其優(you)異的(de)(de)(de)光電(dian)(dian)(dian)轉換(huan)效率（經(jing)認(ren)證的(de)(de)(de)單結(jie)(jie)小面(mian)積有(you)機(ji)(ji)(ji)-無機(ji)(ji)(ji)雜化鈣鈦礦(kuang)太(tai)(tai)陽能電(dian)(dian)(dian)池效率已(yi)達(da)25.5%）、較低(di)的(de)(de)(de)成(cheng)本以及(ji)優(you)良的(de)(de)(de)力(li)學(xue)柔性(xing)等特點，在(zai)(zai)(zai)新(xin)能源領域展現(xian)出(chu)了巨大(da)的(de)(de)(de)應(ying)(ying)用前景。而基于ABX3傳(chuan)統三維結(jie)(jie)構的(de)(de)(de)鈣鈦礦(kuang)材料由于自身的(de)(de)(de)離子(zi)遷(qian)移，以及(ji)在(zai)(zai)(zai)外界(jie)光、熱、水等因素下很容易(yi)被破壞，面(mian)臨(lin)著長(chang)期穩定性(xing)差(cha)的(de)(de)(de)問題(ti)，嚴(yan)重(zhong)制約(yue)了其實際應(ying)(ying)用。科(ke)學(xue)工作者創新(xin)地通(tong)過鈣鈦礦(kuang)量子(zi)阱(jing)修飾傳(chuan)統的(de)(de)(de)三維鈣鈦礦(kuang)方(fang)法來制備(bei)具有(you)量子(zi)阱(jing)/三維鈣鈦礦(kuang)復合結(jie)(jie)構的(de)(de)(de)太(tai)(tai)陽能電(dian)(dian)(dian)池，使得所制備(bei)的(de)(de)(de)器(qi)件(jian)具有(you)良好的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)輻(fu)照、耐(nai)(nai)高溫(wen)和(he)耐(nai)(nai)濕(shi)度特性(xing)。現(xian)有(you)的(de)(de)(de)報道(dao)主要(yao)集中在(zai)(zai)(zai)器(qi)件(jian)的(de)(de)(de)效率和(he)穩定性(xing)，但(dan)對(dui)于量子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)形成(cheng)機(ji)(ji)(ji)理卻鮮有(you)報道(dao)，尤其是對(dui)在(zai)(zai)(zai)不(bu)同條件(jian)下的(de)(de)(de)鈣鈦礦(kuang)量子(zi)阱(jing)生長(chang)機(ji)(ji)(ji)理并(bing)不(bu)清楚。

為(wei)此，我校研(yan)究(jiu)團隊采用高(gao)能同步輻射掠入射角X射線衍射實時表征了(le)(le)在(zai)三(san)維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)表面通(tong)過旋(xuan)涂長(chang)(chang)鏈(lian)有(you)(you)(you)機(ji)銨鹽溶液法所(suo)制備(bei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)(jing)(jing)(jing)形成過程，在(zai)了(le)(le)解鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)生(sheng)長(chang)(chang)機(ji)理(li)的(de)(de)(de)前提下，研(yan)究(jiu)了(le)(le)不(bu)同反應(ying)條件(jian)(jian)(jian)對(dui)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)相純度和(he)取向有(you)(you)(you)序性產生(sheng)影響(xiang)。該項成果(guo)從(cong)化(hua)學反應(ying)的(de)(de)(de)機(ji)理(li)上(shang)(shang)確(que)定(ding)了(le)(le)與長(chang)(chang)鏈(lian)分子(zi)(zi)(zi)反應(ying)的(de)(de)(de)反應(ying)物(wu)，明確(que)了(le)(le)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)形成機(ji)理(li)，探(tan)究(jiu)了(le)(le)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)調控與器(qi)(qi)(qi)件(jian)(jian)(jian)效率(lv)(lv)以及穩(wen)定(ding)性的(de)(de)(de)本質聯系，并指出(chu)了(le)(le)有(you)(you)(you)效的(de)(de)(de)調控手段(duan)，建(jian)立(li)了(le)(le)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)(jing)(jing)(jing)/三(san)維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)復(fu)合結(jie)(jie)構(gou)薄膜最基礎理(li)論依據(ju)。鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)優(you)越(yue)的(de)(de)(de)材料性能預示著理(li)論上(shang)(shang)它具備(bei)打破現有(you)(you)(you)傳統光伏格局(ju)的(de)(de)(de)能力，目前科研(yan)領域(yu)正在(zai)關注單結(jie)(jie)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)電池的(de)(de)(de)轉換(huan)效率(lv)(lv)、穩(wen)定(ding)性和(he)降低鉛污染，有(you)(you)(you)初創企(qi)業推(tui)出(chu)的(de)(de)(de)單結(jie)(jie)組(zu)件(jian)(jian)(jian)能量(liang)(liang)轉換(huan)效率(lv)(lv)已超過17%，接近多晶硅組(zu)件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)轉換(huan)效率(lv)(lv)，并且理(li)論成本更低。本研(yan)究(jiu)工作針對(dui)傳統三(san)維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)光伏器(qi)(qi)(qi)件(jian)(jian)(jian)穩(wen)定(ding)性差的(de)(de)(de)特點，從(cong)成膜機(ji)理(li)上(shang)(shang)提出(chu)了(le)(le)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)(jing)(jing)(jing)/三(san)維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)復(fu)合結(jie)(jie)構(gou)的(de)(de)(de)有(you)(you)(you)效調控手段(duan)，有(you)(you)(you)望從(cong)根(gen)本上(shang)(shang)提高(gao)器(qi)(qi)(qi)件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)使用壽命，降低器(qi)(qi)(qi)件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)制備(bei)成本，為(wei)工業化(hua)生(sheng)高(gao)效穩(wen)定(ding)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)太陽能電池提供了(le)(le)新的(de)(de)(de)技(ji)術(shu)途(tu)徑。

Advanced Materials是(shi)材(cai)料(liao)學科(ke)世界頂(ding)尖期刊，在國(guo)(guo)際材(cai)料(liao)領域(yu)享譽(yu)盛名，當前(qian)影響因子27.39。該(gai)研究工作(zuo)受到(dao)國(guo)(guo)家(jia)自然科(ke)學基金委、深圳(zhen)市科(ke)創委以及(ji)深圳(zhen)職業技術學院的(de)資助(zhu)。

（霍夫曼先進材料研究院）