近日，我校霍(huo)(huo)夫曼先進(jin)材(cai)(cai)料研(yan)究(jiu)院(yuan)諾(nuo)獎(jiang)團隊在(zai)(zai)利用高(gao)能(neng)同步輻(fu)射(she)對(dui)鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)量子阱的(de)形成機理研(yan)究(jiu)領域取(qu)得重(zhong)要進(jin)展：研(yan)究(jiu)團隊采用高(gao)能(neng)掠入射(she)角(jiao)X射(she)線(xian)衍射(she)實時表征(zheng)了(le)(le)在(zai)(zai)三維鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)表面通(tong)(tong)過(guo)旋涂長(chang)鏈有(you)機銨鹽(yan)溶(rong)液法所制備鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)量子阱形成過(guo)程，明確了(le)(le)與(yu)長(chang)鏈有(you)機銨分子發生反應(ying)的(de)反應(ying)物；并通(tong)(tong)過(guo)追蹤反應(ying)產物在(zai)(zai)熱退火前(qian)后的(de)晶體(ti)結構演變，探究(jiu)了(le)(le)鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)量子阱形成過(guo)程的(de)具體(ti)路(lu)徑。這(zhe)一研(yan)究(jiu)成果(guo)發表在(zai)(zai)材(cai)(cai)料領域國際(ji)頂尖期刊《先進(jin)材(cai)(cai)料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文第(di)一作者為(wei)霍(huo)(huo)夫曼先進(jin)材(cai)(cai)料研(yan)究(jiu)院(yuan)胡漢林副教授(shou)，深(shen)圳職業技(ji)術學院(yuan)為(wei)論文第(di)一完成單位。

有(you)機-無機雜化鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池，因其優(you)異的(de)(de)(de)(de)(de)光電(dian)轉換效(xiao)率(lv)（經認證的(de)(de)(de)(de)(de)單結(jie)小面(mian)積有(you)機-無機雜化鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池效(xiao)率(lv)已(yi)達(da)25.5%）、較低的(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)本以及優(you)良的(de)(de)(de)(de)(de)力學柔性(xing)等(deng)特(te)點，在新能(neng)源(yuan)領域展(zhan)現出了巨大的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用前景。而基于(yu)(yu)ABX3傳統三維(wei)結(jie)構的(de)(de)(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦材料由于(yu)(yu)自身的(de)(de)(de)(de)(de)離子遷(qian)移，以及在外界光、熱、水(shui)等(deng)因素(su)下很容易被(bei)破(po)壞，面(mian)臨著長期穩定(ding)性(xing)差的(de)(de)(de)(de)(de)問題，嚴重制約了其實際應(ying)用。科學工作者創新地通過鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦量(liang)子阱(jing)修飾(shi)傳統的(de)(de)(de)(de)(de)三維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦方法來制備具(ju)有(you)量(liang)子阱(jing)/三維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦復合結(jie)構的(de)(de)(de)(de)(de)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池，使得所(suo)制備的(de)(de)(de)(de)(de)器(qi)件具(ju)有(you)良好的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)輻照、耐(nai)高溫和耐(nai)濕度特(te)性(xing)。現有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)報(bao)道主要集中在器(qi)件的(de)(de)(de)(de)(de)效(xiao)率(lv)和穩定(ding)性(xing)，但對于(yu)(yu)量(liang)子阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)成(cheng)機理卻(que)鮮(xian)有(you)報(bao)道，尤(you)其是對在不(bu)同條件下的(de)(de)(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦量(liang)子阱(jing)生(sheng)長機理并不(bu)清楚。

為此，我(wo)校(xiao)研(yan)究(jiu)團隊采用高能同步輻射(she)掠入射(she)角X射(she)線衍(yan)射(she)實時表(biao)(biao)征了(le)(le)(le)在三(san)維鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)表(biao)(biao)面通過(guo)旋涂長(chang)鏈有機(ji)(ji)銨鹽溶液法所制(zhi)備(bei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)(jing)形成(cheng)(cheng)過(guo)程，在了(le)(le)(le)解鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)生長(chang)機(ji)(ji)理(li)的(de)(de)(de)(de)前(qian)提(ti)下(xia)，研(yan)究(jiu)了(le)(le)(le)不同反應條件對鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)相(xiang)純度和取向(xiang)有序性(xing)產生影響。該項成(cheng)(cheng)果從化(hua)學(xue)反應的(de)(de)(de)(de)機(ji)(ji)理(li)上(shang)確定了(le)(le)(le)與長(chang)鏈分子(zi)反應的(de)(de)(de)(de)反應物，明確了(le)(le)(le)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)形成(cheng)(cheng)機(ji)(ji)理(li)，探究(jiu)了(le)(le)(le)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)調(diao)控(kong)(kong)與器件效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)以及穩定性(xing)的(de)(de)(de)(de)本(ben)質聯系，并指出(chu)了(le)(le)(le)有效(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)(de)調(diao)控(kong)(kong)手段(duan)，建立(li)了(le)(le)(le)量子(zi)阱(jing)(jing)/三(san)維鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復合(he)(he)結構薄膜最基礎理(li)論(lun)依據。鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)優越的(de)(de)(de)(de)材(cai)料性(xing)能預示著理(li)論(lun)上(shang)它具(ju)備(bei)打破現有傳(chuan)統(tong)(tong)光(guang)伏格局的(de)(de)(de)(de)能力，目前(qian)科研(yan)領(ling)域正在關注單(dan)結鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)電池(chi)的(de)(de)(de)(de)轉換效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)、穩定性(xing)和降低鉛(qian)污染，有初(chu)創企業推(tui)出(chu)的(de)(de)(de)(de)單(dan)結組件能量轉換效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)已(yi)超過(guo)17%，接近多晶硅組件的(de)(de)(de)(de)轉換效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)，并且理(li)論(lun)成(cheng)(cheng)本(ben)更低。本(ben)研(yan)究(jiu)工作針(zhen)對傳(chuan)統(tong)(tong)三(san)維鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)光(guang)伏器件穩定性(xing)差的(de)(de)(de)(de)特點，從成(cheng)(cheng)膜機(ji)(ji)理(li)上(shang)提(ti)出(chu)了(le)(le)(le)量子(zi)阱(jing)(jing)/三(san)維鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復合(he)(he)結構的(de)(de)(de)(de)有效(xiao)(xiao)調(diao)控(kong)(kong)手段(duan)，有望從根(gen)本(ben)上(shang)提(ti)高器件的(de)(de)(de)(de)使用壽命(ming)，降低器件的(de)(de)(de)(de)制(zhi)備(bei)成(cheng)(cheng)本(ben)，為工業化(hua)生高效(xiao)(xiao)穩定鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太(tai)陽能電池(chi)提(ti)供了(le)(le)(le)新的(de)(de)(de)(de)技術途徑。

Advanced Materials是材料學科(ke)世界(jie)頂尖期刊，在國際材料領域享譽盛(sheng)名，當前(qian)影響因子27.39。該研(yan)究(jiu)工作受(shou)到國家(jia)自然科(ke)學基金(jin)委、深圳(zhen)市科(ke)創委以(yi)及(ji)深圳(zhen)職業技(ji)術學院(yuan)的(de)資助。

（霍(huo)夫曼先進材(cai)料研究院）