近日，我校霍夫曼先(xian)(xian)進材料研究院(yuan)諾獎團(tuan)隊(dui)在(zai)利用(yong)(yong)高能同步輻射對鈣鈦(tai)礦(kuang)量子(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)形成(cheng)(cheng)機(ji)(ji)理研究領域取得(de)重要進展(zhan)：研究團(tuan)隊(dui)采用(yong)(yong)高能掠入射角X射線衍射實(shi)時表征了(le)在(zai)三維鈣鈦(tai)礦(kuang)表面通過(guo)(guo)旋涂(tu)長鏈有(you)機(ji)(ji)銨鹽溶液(ye)法所制備鈣鈦(tai)礦(kuang)量子(zi)(zi)阱(jing)形成(cheng)(cheng)過(guo)(guo)程，明確了(le)與長鏈有(you)機(ji)(ji)銨分子(zi)(zi)發(fa)生(sheng)反(fan)應的(de)(de)反(fan)應物(wu)；并(bing)通過(guo)(guo)追(zhui)蹤反(fan)應產物(wu)在(zai)熱退火(huo)前后的(de)(de)晶(jing)體結構演變(bian)，探究了(le)鈣鈦(tai)礦(kuang)量子(zi)(zi)阱(jing)形成(cheng)(cheng)過(guo)(guo)程的(de)(de)具體路徑。這一研究成(cheng)(cheng)果發(fa)表在(zai)材料領域國(guo)際(ji)頂(ding)尖(jian)期刊《先(xian)(xian)進材料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文第一作者為(wei)霍夫曼先(xian)(xian)進材料研究院(yuan)胡漢林副(fu)教(jiao)授，深圳職業技(ji)術學院(yuan)為(wei)論文第一完(wan)成(cheng)(cheng)單位(wei)。

有(you)機(ji)-無機(ji)雜(za)化(hua)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)太(tai)陽(yang)能電(dian)池(chi)，因其(qi)(qi)優(you)異的(de)(de)(de)光(guang)電(dian)轉換效(xiao)率（經認(ren)證的(de)(de)(de)單結小面積有(you)機(ji)-無機(ji)雜(za)化(hua)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)太(tai)陽(yang)能電(dian)池(chi)效(xiao)率已(yi)達25.5%）、較(jiao)低的(de)(de)(de)成本以(yi)及優(you)良的(de)(de)(de)力學(xue)柔性等(deng)(deng)特點，在(zai)新(xin)能源領域展(zhan)現出了(le)巨大的(de)(de)(de)應用前景(jing)。而(er)基于(yu)ABX3傳統三(san)維結構的(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)材(cai)料由(you)于(yu)自身的(de)(de)(de)離子(zi)(zi)遷移，以(yi)及在(zai)外界光(guang)、熱(re)、水(shui)等(deng)(deng)因素下(xia)很(hen)容易被(bei)破壞，面臨著長期穩(wen)定性差的(de)(de)(de)問題，嚴(yan)重制(zhi)約了(le)其(qi)(qi)實際(ji)應用。科學(xue)工(gong)作者創(chuang)新(xin)地(di)通過鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)量子(zi)(zi)阱修飾傳統的(de)(de)(de)三(san)維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)方法(fa)來制(zhi)備具有(you)量子(zi)(zi)阱/三(san)維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)復合結構的(de)(de)(de)太(tai)陽(yang)能電(dian)池(chi)，使得所(suo)制(zhi)備的(de)(de)(de)器件(jian)具有(you)良好的(de)(de)(de)耐輻照、耐高溫和耐濕(shi)度特性。現有(you)的(de)(de)(de)報(bao)道(dao)主要集中在(zai)器件(jian)的(de)(de)(de)效(xiao)率和穩(wen)定性，但對于(yu)量子(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)形成機(ji)理卻鮮有(you)報(bao)道(dao)，尤其(qi)(qi)是(shi)對在(zai)不同條件(jian)下(xia)的(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)量子(zi)(zi)阱生長機(ji)理并不清楚。

為此，我校研(yan)(yan)(yan)究(jiu)團隊采用(yong)高能(neng)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)三維鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)表面通過旋涂長(chang)鏈(lian)有(you)(you)機銨鹽溶液法所制備(bei)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量子(zi)阱形(xing)成(cheng)(cheng)過程(cheng)，在(zai)了解鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)生長(chang)機理的(de)(de)前(qian)提(ti)下，研(yan)(yan)(yan)究(jiu)了不同反(fan)(fan)應(ying)條件對鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量子(zi)阱的(de)(de)相純(chun)度和取向有(you)(you)序(xu)性產生影響。該項成(cheng)(cheng)果從(cong)(cong)化(hua)學反(fan)(fan)應(ying)的(de)(de)機理上確定(ding)了與長(chang)鏈(lian)分子(zi)反(fan)(fan)應(ying)的(de)(de)反(fan)(fan)應(ying)物(wu)，明(ming)確了鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量子(zi)阱的(de)(de)形(xing)成(cheng)(cheng)機理，探究(jiu)了鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量子(zi)阱的(de)(de)調控與器(qi)(qi)件效(xiao)率(lv)以及穩(wen)定(ding)性的(de)(de)本(ben)(ben)(ben)質(zhi)聯系，并指出了有(you)(you)效(xiao)的(de)(de)調控手(shou)段(duan)，建立了量子(zi)阱/三維鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復(fu)合(he)結構(gou)薄膜最(zui)基礎理論依據(ju)。鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)優越的(de)(de)材料(liao)性能(neng)預(yu)示著(zhu)理論上它(ta)具備(bei)打破現(xian)有(you)(you)傳統(tong)光伏(fu)(fu)格局的(de)(de)能(neng)力，目前(qian)科(ke)研(yan)(yan)(yan)領域正在(zai)關注單結鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)電(dian)(dian)池的(de)(de)轉換效(xiao)率(lv)、穩(wen)定(ding)性和降低鉛污染，有(you)(you)初創企業推出的(de)(de)單結組(zu)(zu)件能(neng)量轉換效(xiao)率(lv)已(yi)超過17%，接近多晶硅組(zu)(zu)件的(de)(de)轉換效(xiao)率(lv)，并且理論成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)更低。本(ben)(ben)(ben)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)工(gong)作(zuo)針對傳統(tong)三維鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)光伏(fu)(fu)器(qi)(qi)件穩(wen)定(ding)性差的(de)(de)特點，從(cong)(cong)成(cheng)(cheng)膜機理上提(ti)出了量子(zi)阱/三維鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復(fu)合(he)結構(gou)的(de)(de)有(you)(you)效(xiao)調控手(shou)段(duan)，有(you)(you)望從(cong)(cong)根本(ben)(ben)(ben)上提(ti)高器(qi)(qi)件的(de)(de)使(shi)用(yong)壽命，降低器(qi)(qi)件的(de)(de)制備(bei)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)，為工(gong)業化(hua)生高效(xiao)穩(wen)定(ding)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)太陽能(neng)電(dian)(dian)池提(ti)供(gong)了新的(de)(de)技術(shu)途(tu)徑(jing)。

Advanced Materials是材料學科(ke)世界(jie)頂尖期刊，在(zai)國際材料領域享譽盛名，當前影(ying)響(xiang)因(yin)子27.39。該研究工作受到國家自然科(ke)學基金委、深圳市科(ke)創委以(yi)及深圳職(zhi)業技術學院的資(zi)助。

（霍夫曼(man)先進材料研究院）