近日，我(wo)校霍夫(fu)曼先進(jin)材(cai)(cai)料(liao)研究(jiu)(jiu)院諾獎(jiang)團(tuan)隊(dui)在利(li)用(yong)高能同步輻射(she)(she)對鈣(gai)(gai)鈦礦量子阱(jing)的(de)形成(cheng)(cheng)機(ji)(ji)理研究(jiu)(jiu)領(ling)域(yu)取得重要進(jin)展：研究(jiu)(jiu)團(tuan)隊(dui)采用(yong)高能掠入射(she)(she)角X射(she)(she)線衍射(she)(she)實時表(biao)征了在三維鈣(gai)(gai)鈦礦表(biao)面(mian)通(tong)過(guo)(guo)旋涂(tu)長(chang)鏈有機(ji)(ji)銨鹽溶(rong)液法(fa)所制(zhi)備(bei)鈣(gai)(gai)鈦礦量子阱(jing)形成(cheng)(cheng)過(guo)(guo)程，明確了與長(chang)鏈有機(ji)(ji)銨分子發生反(fan)應(ying)的(de)反(fan)應(ying)物(wu)；并通(tong)過(guo)(guo)追蹤反(fan)應(ying)產物(wu)在熱(re)退火前后(hou)的(de)晶體(ti)結構演變，探究(jiu)(jiu)了鈣(gai)(gai)鈦礦量子阱(jing)形成(cheng)(cheng)過(guo)(guo)程的(de)具體(ti)路徑。這一研究(jiu)(jiu)成(cheng)(cheng)果發表(biao)在材(cai)(cai)料(liao)領(ling)域(yu)國際(ji)頂尖(jian)期刊《先進(jin)材(cai)(cai)料(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論(lun)文第(di)一作者為霍夫(fu)曼先進(jin)材(cai)(cai)料(liao)研究(jiu)(jiu)院胡(hu)漢林副教授，深(shen)圳職業技術學院為論(lun)文第(di)一完(wan)成(cheng)(cheng)單位。

有(you)(you)(you)機(ji)-無(wu)(wu)機(ji)雜(za)化鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)太陽(yang)能電(dian)池，因(yin)其(qi)優異(yi)的(de)(de)光電(dian)轉換效率(lv)（經(jing)認(ren)證的(de)(de)單結(jie)小面積有(you)(you)(you)機(ji)-無(wu)(wu)機(ji)雜(za)化鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)太陽(yang)能電(dian)池效率(lv)已達25.5%）、較低的(de)(de)成本以及優良的(de)(de)力學柔性等特(te)(te)點，在新能源(yuan)領域(yu)展現(xian)出了巨大的(de)(de)應(ying)用前(qian)景。而基于ABX3傳(chuan)統(tong)三維(wei)結(jie)構的(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)材(cai)料由(you)于自身的(de)(de)離子(zi)遷移，以及在外界光、熱、水(shui)等因(yin)素(su)下(xia)很容易被破壞，面臨(lin)著長期穩(wen)定(ding)性差(cha)的(de)(de)問題(ti)，嚴重制(zhi)約了其(qi)實際應(ying)用。科學工作(zuo)者(zhe)創新地通(tong)過鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)修飾傳(chuan)統(tong)的(de)(de)三維(wei)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)方法來制(zhi)備具有(you)(you)(you)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)/三維(wei)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)復合(he)結(jie)構的(de)(de)太陽(yang)能電(dian)池，使得所(suo)制(zhi)備的(de)(de)器(qi)件(jian)具有(you)(you)(you)良好的(de)(de)耐輻照、耐高溫和耐濕度特(te)(te)性。現(xian)有(you)(you)(you)的(de)(de)報(bao)道主要集中(zhong)在器(qi)件(jian)的(de)(de)效率(lv)和穩(wen)定(ding)性，但對于量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)形成機(ji)理卻鮮有(you)(you)(you)報(bao)道，尤(you)其(qi)是(shi)對在不(bu)同條件(jian)下(xia)的(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)生長機(ji)理并不(bu)清楚。

為(wei)此，我校研(yan)究(jiu)(jiu)團隊采用(yong)高(gao)能(neng)同步輻射(she)(she)掠(lve)入射(she)(she)角X射(she)(she)線衍射(she)(she)實(shi)時表征了(le)(le)(le)在三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)表面通過(guo)旋涂長(chang)鏈有機銨鹽溶液法(fa)所制備(bei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱形成(cheng)(cheng)(cheng)過(guo)程，在了(le)(le)(le)解鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)生(sheng)長(chang)機理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)前提下，研(yan)究(jiu)(jiu)了(le)(le)(le)不(bu)同反(fan)(fan)應(ying)條件(jian)對(dui)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)相純(chun)度和取(qu)向有序性(xing)產(chan)生(sheng)影響。該項成(cheng)(cheng)(cheng)果從(cong)化學反(fan)(fan)應(ying)的(de)(de)(de)機理(li)(li)(li)上(shang)確定(ding)了(le)(le)(le)與(yu)長(chang)鏈分子(zi)(zi)反(fan)(fan)應(ying)的(de)(de)(de)反(fan)(fan)應(ying)物，明確了(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)形成(cheng)(cheng)(cheng)機理(li)(li)(li)，探究(jiu)(jiu)了(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)調(diao)控與(yu)器件(jian)效(xiao)(xiao)率以(yi)及穩定(ding)性(xing)的(de)(de)(de)本(ben)質聯(lian)系，并指出了(le)(le)(le)有效(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)調(diao)控手段，建立了(le)(le)(le)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱/三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復合(he)結(jie)構薄膜(mo)最基礎理(li)(li)(li)論(lun)依(yi)據。鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)優越的(de)(de)(de)材料性(xing)能(neng)預示著理(li)(li)(li)論(lun)上(shang)它具備(bei)打破現有傳(chuan)統(tong)光伏格局的(de)(de)(de)能(neng)力，目前科研(yan)領域(yu)正在關注單結(jie)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)電池的(de)(de)(de)轉換效(xiao)(xiao)率、穩定(ding)性(xing)和降低(di)鉛(qian)污染，有初創企業(ye)推出的(de)(de)(de)單結(jie)組件(jian)能(neng)量(liang)(liang)(liang)轉換效(xiao)(xiao)率已(yi)超過(guo)17%，接近(jin)多(duo)晶硅組件(jian)的(de)(de)(de)轉換效(xiao)(xiao)率，并且(qie)理(li)(li)(li)論(lun)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)更低(di)。本(ben)研(yan)究(jiu)(jiu)工(gong)作(zuo)針(zhen)對(dui)傳(chuan)統(tong)三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)光伏器件(jian)穩定(ding)性(xing)差的(de)(de)(de)特點，從(cong)成(cheng)(cheng)(cheng)膜(mo)機理(li)(li)(li)上(shang)提出了(le)(le)(le)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱/三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復合(he)結(jie)構的(de)(de)(de)有效(xiao)(xiao)調(diao)控手段，有望從(cong)根本(ben)上(shang)提高(gao)器件(jian)的(de)(de)(de)使(shi)用(yong)壽命，降低(di)器件(jian)的(de)(de)(de)制備(bei)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)，為(wei)工(gong)業(ye)化生(sheng)高(gao)效(xiao)(xiao)穩定(ding)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)太陽能(neng)電池提供了(le)(le)(le)新的(de)(de)(de)技(ji)術途徑。

Advanced Materials是材(cai)料學科(ke)世界頂尖期刊，在國際材(cai)料領(ling)域享譽(yu)盛名，當前影響因子27.39。該(gai)研究工作受(shou)到國家自(zi)然科(ke)學基(ji)金委、深圳(zhen)市(shi)科(ke)創委以及深圳(zhen)職業技(ji)術學院的(de)資(zi)助(zhu)。

（霍夫曼先進材料研究(jiu)院）