近日，我校(xiao)霍夫曼(man)先(xian)(xian)進材(cai)料(liao)研究(jiu)(jiu)院諾獎(jiang)團隊(dui)在(zai)(zai)利用(yong)高(gao)能同步輻射對鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦量(liang)子阱(jing)的(de)形成(cheng)(cheng)(cheng)機理研究(jiu)(jiu)領域(yu)取得重要進展：研究(jiu)(jiu)團隊(dui)采用(yong)高(gao)能掠入(ru)射角(jiao)X射線衍射實時表征了在(zai)(zai)三維鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦表面通過(guo)旋涂長(chang)(chang)鏈(lian)有機銨鹽溶(rong)液法所制備(bei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦量(liang)子阱(jing)形成(cheng)(cheng)(cheng)過(guo)程(cheng)，明確了與長(chang)(chang)鏈(lian)有機銨分(fen)子發(fa)生反(fan)應的(de)反(fan)應物(wu)；并通過(guo)追(zhui)蹤(zong)反(fan)應產物(wu)在(zai)(zai)熱退火(huo)前(qian)后(hou)的(de)晶(jing)體結(jie)構演變，探(tan)究(jiu)(jiu)了鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦量(liang)子阱(jing)形成(cheng)(cheng)(cheng)過(guo)程(cheng)的(de)具體路徑。這一研究(jiu)(jiu)成(cheng)(cheng)(cheng)果發(fa)表在(zai)(zai)材(cai)料(liao)領域(yu)國(guo)際頂尖期刊《先(xian)(xian)進材(cai)料(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文第(di)(di)一作者(zhe)為(wei)霍夫曼(man)先(xian)(xian)進材(cai)料(liao)研究(jiu)(jiu)院胡漢林副教授，深圳職業技(ji)術學院為(wei)論文第(di)(di)一完成(cheng)(cheng)(cheng)單(dan)位。

有機-無(wu)機雜化(hua)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)太(tai)陽(yang)能(neng)電池，因(yin)其(qi)優異的(de)光(guang)電轉換效(xiao)率（經認證(zheng)的(de)單結(jie)小面積(ji)有機-無(wu)機雜化(hua)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)太(tai)陽(yang)能(neng)電池效(xiao)率已達25.5%）、較低(di)的(de)成本以(yi)及優良的(de)力(li)學柔性(xing)(xing)等特點(dian)，在新(xin)能(neng)源領域(yu)展現(xian)出了(le)巨大的(de)應用(yong)前景。而(er)基于ABX3傳統(tong)三(san)維(wei)結(jie)構的(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)材料由于自身的(de)離子遷移，以(yi)及在外(wai)界光(guang)、熱、水等因(yin)素下很(hen)容易被破壞，面臨著長期(qi)穩定性(xing)(xing)差(cha)的(de)問(wen)題，嚴重制約(yue)了(le)其(qi)實(shi)際應用(yong)。科學工作者創(chuang)新(xin)地通過鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)子阱修飾傳統(tong)的(de)三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)方(fang)法來制備具有量(liang)子阱/三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)復合結(jie)構的(de)太(tai)陽(yang)能(neng)電池，使得所制備的(de)器(qi)件(jian)(jian)具有良好(hao)的(de)耐輻照、耐高溫(wen)和耐濕度特性(xing)(xing)。現(xian)有的(de)報道主(zhu)要(yao)集中(zhong)在器(qi)件(jian)(jian)的(de)效(xiao)率和穩定性(xing)(xing)，但對于量(liang)子阱的(de)形成機理(li)卻鮮(xian)有報道，尤(you)其(qi)是(shi)對在不(bu)同條件(jian)(jian)下的(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)子阱生長機理(li)并不(bu)清(qing)楚。

為此，我校(xiao)研究(jiu)團(tuan)隊采用高能同步輻射掠(lve)入(ru)射角(jiao)X射線(xian)衍射實(shi)時表征了在(zai)三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)表面通過(guo)(guo)旋涂長鏈有(you)機(ji)銨鹽(yan)溶液法(fa)所制備鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子阱(jing)形(xing)成過(guo)(guo)程，在(zai)了解鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)生(sheng)長機(ji)理(li)(li)(li)(li)的(de)前(qian)提(ti)下，研究(jiu)了不同反應(ying)條件對(dui)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子阱(jing)的(de)相純度(du)和取向有(you)序性(xing)(xing)產生(sheng)影響。該項成果(guo)從化學反應(ying)的(de)機(ji)理(li)(li)(li)(li)上(shang)確(que)定(ding)(ding)了與(yu)長鏈分子反應(ying)的(de)反應(ying)物，明(ming)確(que)了鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子阱(jing)的(de)形(xing)成機(ji)理(li)(li)(li)(li)，探究(jiu)了鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子阱(jing)的(de)調(diao)控(kong)與(yu)器(qi)(qi)件效率(lv)以及穩(wen)定(ding)(ding)性(xing)(xing)的(de)本(ben)(ben)質聯系，并指出了有(you)效的(de)調(diao)控(kong)手(shou)段，建(jian)立了量(liang)子阱(jing)/三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復(fu)合(he)(he)結構(gou)薄膜(mo)最基礎(chu)理(li)(li)(li)(li)論依據。鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)優越的(de)材料性(xing)(xing)能預(yu)示著理(li)(li)(li)(li)論上(shang)它具備打破現有(you)傳統(tong)光伏(fu)格局的(de)能力(li)，目(mu)前(qian)科研領域正在(zai)關注單(dan)結鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)電(dian)池(chi)的(de)轉換(huan)效率(lv)、穩(wen)定(ding)(ding)性(xing)(xing)和降低鉛(qian)污染(ran)，有(you)初創(chuang)企業推(tui)出的(de)單(dan)結組(zu)件能量(liang)轉換(huan)效率(lv)已超過(guo)(guo)17%，接近多晶硅(gui)組(zu)件的(de)轉換(huan)效率(lv)，并且理(li)(li)(li)(li)論成本(ben)(ben)更低。本(ben)(ben)研究(jiu)工(gong)作針對(dui)傳統(tong)三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)光伏(fu)器(qi)(qi)件穩(wen)定(ding)(ding)性(xing)(xing)差的(de)特(te)點，從成膜(mo)機(ji)理(li)(li)(li)(li)上(shang)提(ti)出了量(liang)子阱(jing)/三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復(fu)合(he)(he)結構(gou)的(de)有(you)效調(diao)控(kong)手(shou)段，有(you)望從根(gen)本(ben)(ben)上(shang)提(ti)高器(qi)(qi)件的(de)使用壽命(ming)，降低器(qi)(qi)件的(de)制備成本(ben)(ben)，為工(gong)業化生(sheng)高效穩(wen)定(ding)(ding)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)太陽能電(dian)池(chi)提(ti)供了新(xin)的(de)技(ji)術途徑。

Advanced Materials是材(cai)料學科世(shi)界頂尖期刊，在國(guo)(guo)際(ji)材(cai)料領域享譽盛名，當前影響因(yin)子(zi)27.39。該研究工(gong)作受到國(guo)(guo)家(jia)自然科學基金委、深(shen)圳市科創委以及深(shen)圳職(zhi)業技術學院(yuan)的(de)資助。

（霍夫曼先進材料研究院）