近日，我校霍夫(fu)曼先(xian)進(jin)(jin)材料研(yan)(yan)(yan)(yan)究院(yuan)諾獎團(tuan)隊在(zai)(zai)(zai)利用高能同步(bu)輻(fu)射(she)(she)對鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)(zi)阱(jing)(jing)的形(xing)成機(ji)理(li)研(yan)(yan)(yan)(yan)究領域取得(de)重要進(jin)(jin)展：研(yan)(yan)(yan)(yan)究團(tuan)隊采(cai)用高能掠入射(she)(she)角(jiao)X射(she)(she)線衍射(she)(she)實(shi)時表(biao)征(zheng)了在(zai)(zai)(zai)三維鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)表(biao)面通(tong)過(guo)旋(xuan)涂長鏈(lian)有(you)機(ji)銨鹽溶液法(fa)所制備鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)(zi)阱(jing)(jing)形(xing)成過(guo)程，明確了與長鏈(lian)有(you)機(ji)銨分(fen)子(zi)(zi)發(fa)生(sheng)反(fan)應(ying)(ying)的反(fan)應(ying)(ying)物(wu)；并通(tong)過(guo)追蹤反(fan)應(ying)(ying)產物(wu)在(zai)(zai)(zai)熱(re)退火前后的晶體結構(gou)演變(bian)，探究了鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)(zi)阱(jing)(jing)形(xing)成過(guo)程的具體路徑。這一研(yan)(yan)(yan)(yan)究成果發(fa)表(biao)在(zai)(zai)(zai)材料領域國際(ji)頂尖期(qi)刊《先(xian)進(jin)(jin)材料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文(wen)第一作者為霍夫(fu)曼先(xian)進(jin)(jin)材料研(yan)(yan)(yan)(yan)究院(yuan)胡漢林(lin)副教授，深(shen)圳職業(ye)技術(shu)學院(yuan)為論文(wen)第一完成單位。

有(you)(you)機(ji)(ji)-無機(ji)(ji)雜化鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦太陽(yang)能(neng)(neng)電(dian)(dian)池(chi)，因其優異的光電(dian)(dian)轉(zhuan)換效率（經認證的單結(jie)小面積有(you)(you)機(ji)(ji)-無機(ji)(ji)雜化鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦太陽(yang)能(neng)(neng)電(dian)(dian)池(chi)效率已達25.5%）、較低(di)的成(cheng)本以及優良的力學柔性(xing)等(deng)特點，在(zai)新(xin)能(neng)(neng)源領(ling)域展現出了巨大的應用前景。而基于(yu)ABX3傳(chuan)(chuan)統(tong)三(san)維(wei)結(jie)構的鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦材料由于(yu)自身的離子(zi)遷(qian)移(yi)，以及在(zai)外界光、熱(re)、水等(deng)因素下很容易被破壞，面臨(lin)著長(chang)期(qi)穩定性(xing)差的問(wen)題，嚴重制(zhi)約(yue)了其實際應用。科學工(gong)作(zuo)者創新(xin)地通(tong)過鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦量(liang)(liang)子(zi)阱修飾傳(chuan)(chuan)統(tong)的三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦方法來制(zhi)備具有(you)(you)量(liang)(liang)子(zi)阱/三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦復合結(jie)構的太陽(yang)能(neng)(neng)電(dian)(dian)池(chi)，使(shi)得所制(zhi)備的器(qi)件具有(you)(you)良好的耐輻照、耐高溫和耐濕度特性(xing)。現有(you)(you)的報道(dao)主要(yao)集中在(zai)器(qi)件的效率和穩定性(xing)，但(dan)對(dui)于(yu)量(liang)(liang)子(zi)阱的形成(cheng)機(ji)(ji)理卻鮮有(you)(you)報道(dao)，尤(you)其是(shi)對(dui)在(zai)不同條件下的鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦量(liang)(liang)子(zi)阱生長(chang)機(ji)(ji)理并不清(qing)楚。

為此(ci)，我校研(yan)究團隊采用高(gao)能同步輻射(she)掠入射(she)角X射(she)線(xian)衍射(she)實(shi)時表征了(le)在三維(wei)(wei)(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)表面通過旋涂(tu)長(chang)鏈(lian)有機(ji)(ji)銨(an)鹽溶(rong)液法所制(zhi)備(bei)(bei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)形成過程，在了(le)解鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)生長(chang)機(ji)(ji)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)前(qian)提(ti)下(xia)，研(yan)究了(le)不同反應條件對(dui)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)相純度和(he)取向有序性(xing)(xing)產(chan)生影響。該項成果從(cong)化學反應的(de)(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)(ji)理(li)(li)上(shang)確定(ding)了(le)與(yu)長(chang)鏈(lian)分子(zi)反應的(de)(de)(de)(de)(de)(de)反應物，明確了(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)形成機(ji)(ji)理(li)(li)，探究了(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)調(diao)控(kong)(kong)與(yu)器件效率以(yi)及穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)本(ben)質聯系，并指(zhi)出(chu)了(le)有效的(de)(de)(de)(de)(de)(de)調(diao)控(kong)(kong)手段，建立了(le)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)/三維(wei)(wei)(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復合結構薄膜最基礎理(li)(li)論依據。鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)優(you)越的(de)(de)(de)(de)(de)(de)材料(liao)性(xing)(xing)能預示著理(li)(li)論上(shang)它具備(bei)(bei)打破現(xian)有傳統光(guang)伏格(ge)局(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)能力，目(mu)前(qian)科研(yan)領域正在關注單(dan)結鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)電池的(de)(de)(de)(de)(de)(de)轉換效率、穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)和(he)降低(di)鉛污染，有初創(chuang)企業推出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)單(dan)結組件能量(liang)(liang)轉換效率已超過17%，接(jie)近多晶硅組件的(de)(de)(de)(de)(de)(de)轉換效率，并且理(li)(li)論成本(ben)更低(di)。本(ben)研(yan)究工(gong)(gong)作(zuo)針對(dui)傳統三維(wei)(wei)(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)光(guang)伏器件穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)差的(de)(de)(de)(de)(de)(de)特點，從(cong)成膜機(ji)(ji)理(li)(li)上(shang)提(ti)出(chu)了(le)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)/三維(wei)(wei)(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復合結構的(de)(de)(de)(de)(de)(de)有效調(diao)控(kong)(kong)手段，有望(wang)從(cong)根本(ben)上(shang)提(ti)高(gao)器件的(de)(de)(de)(de)(de)(de)使用壽命(ming)，降低(di)器件的(de)(de)(de)(de)(de)(de)制(zhi)備(bei)(bei)成本(ben)，為工(gong)(gong)業化生高(gao)效穩(wen)定(ding)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)太(tai)陽能電池提(ti)供了(le)新的(de)(de)(de)(de)(de)(de)技術途徑。

Advanced Materials是(shi)材料學(xue)科(ke)世界頂尖期刊，在國際材料領域享譽盛(sheng)名，當前(qian)影響(xiang)因子27.39。該研究工作受到國家(jia)自然科(ke)學(xue)基金(jin)委(wei)、深圳(zhen)市科(ke)創(chuang)委(wei)以及(ji)深圳(zhen)職業技(ji)術學(xue)院的資助(zhu)。

（霍(huo)夫曼(man)先進材料(liao)研究院）