近日，我校霍夫曼先(xian)進材(cai)(cai)(cai)料(liao)研究(jiu)院諾獎(jiang)團隊在利用(yong)高(gao)能同步輻射(she)(she)對鈣鈦礦(kuang)量子(zi)阱的(de)(de)形(xing)成(cheng)機理研究(jiu)領域取得(de)重(zhong)要進展：研究(jiu)團隊采用(yong)高(gao)能掠入射(she)(she)角X射(she)(she)線衍射(she)(she)實時表征了在三維鈣鈦礦(kuang)表面通過(guo)(guo)旋(xuan)涂長鏈有機銨鹽(yan)溶液(ye)法(fa)所制備鈣鈦礦(kuang)量子(zi)阱形(xing)成(cheng)過(guo)(guo)程，明確了與長鏈有機銨分(fen)子(zi)發(fa)生反應的(de)(de)反應物(wu)(wu)；并通過(guo)(guo)追(zhui)蹤(zong)反應產物(wu)(wu)在熱退(tui)火前(qian)后的(de)(de)晶(jing)體結構演變，探究(jiu)了鈣鈦礦(kuang)量子(zi)阱形(xing)成(cheng)過(guo)(guo)程的(de)(de)具體路徑。這(zhe)一研究(jiu)成(cheng)果發(fa)表在材(cai)(cai)(cai)料(liao)領域國(guo)際頂(ding)尖期(qi)刊《先(xian)進材(cai)(cai)(cai)料(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文(wen)第一作者為(wei)霍夫曼先(xian)進材(cai)(cai)(cai)料(liao)研究(jiu)院胡漢林副教授，深圳職業技(ji)術學院為(wei)論文(wen)第一完成(cheng)單位。

有(you)機(ji)(ji)(ji)-無機(ji)(ji)(ji)雜化鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)太(tai)陽(yang)能(neng)電池，因其(qi)(qi)優(you)異的(de)(de)(de)(de)光電轉(zhuan)換效率（經認證的(de)(de)(de)(de)單結小面(mian)積(ji)有(you)機(ji)(ji)(ji)-無機(ji)(ji)(ji)雜化鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)太(tai)陽(yang)能(neng)電池效率已達25.5%）、較低(di)的(de)(de)(de)(de)成本以及優(you)良(liang)的(de)(de)(de)(de)力學柔性(xing)等(deng)特點，在(zai)新能(neng)源(yuan)領域展現(xian)出了(le)巨大(da)的(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)用前景(jing)。而(er)基于ABX3傳統三維結構的(de)(de)(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)材(cai)料由(you)于自身(shen)的(de)(de)(de)(de)離子遷(qian)移，以及在(zai)外(wai)界光、熱(re)、水等(deng)因素下很容易被破壞(huai)，面(mian)臨(lin)著長期穩定性(xing)差的(de)(de)(de)(de)問(wen)題，嚴重制(zhi)約(yue)了(le)其(qi)(qi)實際(ji)應(ying)(ying)用。科學工作者創新地通過鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子阱(jing)修飾(shi)傳統的(de)(de)(de)(de)三維鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)方法來制(zhi)備具有(you)量(liang)子阱(jing)/三維鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復(fu)合結構的(de)(de)(de)(de)太(tai)陽(yang)能(neng)電池，使得所制(zhi)備的(de)(de)(de)(de)器(qi)件具有(you)良(liang)好的(de)(de)(de)(de)耐(nai)輻照(zhao)、耐(nai)高溫和耐(nai)濕度特性(xing)。現(xian)有(you)的(de)(de)(de)(de)報道(dao)主要集(ji)中在(zai)器(qi)件的(de)(de)(de)(de)效率和穩定性(xing)，但(dan)對(dui)于量(liang)子阱(jing)的(de)(de)(de)(de)形成機(ji)(ji)(ji)理卻(que)鮮有(you)報道(dao)，尤其(qi)(qi)是對(dui)在(zai)不同條件下的(de)(de)(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子阱(jing)生長機(ji)(ji)(ji)理并不清(qing)楚(chu)。

為(wei)此(ci)，我(wo)校研(yan)究(jiu)團(tuan)隊采用高能(neng)(neng)同步輻(fu)射掠入射角(jiao)X射線衍(yan)射實(shi)時表征了(le)(le)(le)(le)在三(san)(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)表面通過(guo)旋(xuan)涂長鏈有(you)機銨鹽(yan)溶液(ye)法所制(zhi)備(bei)(bei)(bei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)阱(jing)形(xing)成(cheng)過(guo)程，在了(le)(le)(le)(le)解鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)生長機理的(de)前提(ti)(ti)下(xia)，研(yan)究(jiu)了(le)(le)(le)(le)不同反(fan)應(ying)條件(jian)(jian)對鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)阱(jing)的(de)相純度和取向有(you)序(xu)性產生影響。該項成(cheng)果從化(hua)學反(fan)應(ying)的(de)機理上確(que)(que)定(ding)(ding)了(le)(le)(le)(le)與(yu)長鏈分(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)反(fan)應(ying)的(de)反(fan)應(ying)物，明確(que)(que)了(le)(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)阱(jing)的(de)形(xing)成(cheng)機理，探究(jiu)了(le)(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)阱(jing)的(de)調(diao)(diao)控與(yu)器(qi)(qi)件(jian)(jian)效(xiao)率(lv)(lv)(lv)以(yi)及穩(wen)(wen)(wen)定(ding)(ding)性的(de)本(ben)(ben)質聯系，并(bing)指(zhi)出了(le)(le)(le)(le)有(you)效(xiao)的(de)調(diao)(diao)控手段(duan)，建立了(le)(le)(le)(le)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)阱(jing)/三(san)(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)復合結(jie)構(gou)薄膜最基礎(chu)理論(lun)依據。鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)優越的(de)材(cai)料性能(neng)(neng)預(yu)示(shi)著理論(lun)上它具備(bei)(bei)(bei)打破(po)現有(you)傳(chuan)統光伏格局的(de)能(neng)(neng)力，目(mu)前科研(yan)領域正在關注單結(jie)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)電(dian)池的(de)轉(zhuan)換效(xiao)率(lv)(lv)(lv)、穩(wen)(wen)(wen)定(ding)(ding)性和降(jiang)低(di)鉛污染(ran)，有(you)初創企(qi)業推出的(de)單結(jie)組(zu)件(jian)(jian)能(neng)(neng)量(liang)轉(zhuan)換效(xiao)率(lv)(lv)(lv)已超(chao)過(guo)17%，接近多晶硅(gui)組(zu)件(jian)(jian)的(de)轉(zhuan)換效(xiao)率(lv)(lv)(lv)，并(bing)且理論(lun)成(cheng)本(ben)(ben)更低(di)。本(ben)(ben)研(yan)究(jiu)工作(zuo)針對傳(chuan)統三(san)(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)光伏器(qi)(qi)件(jian)(jian)穩(wen)(wen)(wen)定(ding)(ding)性差的(de)特點，從成(cheng)膜機理上提(ti)(ti)出了(le)(le)(le)(le)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)阱(jing)/三(san)(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)復合結(jie)構(gou)的(de)有(you)效(xiao)調(diao)(diao)控手段(duan)，有(you)望從根本(ben)(ben)上提(ti)(ti)高器(qi)(qi)件(jian)(jian)的(de)使用壽命，降(jiang)低(di)器(qi)(qi)件(jian)(jian)的(de)制(zhi)備(bei)(bei)(bei)成(cheng)本(ben)(ben)，為(wei)工業化(hua)生高效(xiao)穩(wen)(wen)(wen)定(ding)(ding)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)太陽能(neng)(neng)電(dian)池提(ti)(ti)供(gong)了(le)(le)(le)(le)新(xin)的(de)技(ji)術途徑。

Advanced Materials是材(cai)料學(xue)科世界頂(ding)尖期刊，在(zai)國際材(cai)料領域享(xiang)譽盛(sheng)名，當前影響因子27.39。該(gai)研究工(gong)作受(shou)到國家自然科學(xue)基金(jin)委、深圳市科創(chuang)委以及深圳職(zhi)業技術(shu)學(xue)院(yuan)的(de)資助(zhu)。

（霍夫曼先(xian)進材(cai)料(liao)研究院(yuan)）