近(jin)日，我校(xiao)霍夫曼先(xian)進(jin)材料(liao)研究院(yuan)諾獎(jiang)團隊在(zai)(zai)利(li)用(yong)高(gao)(gao)能(neng)同(tong)步輻射(she)對鈣(gai)鈦(tai)礦量子(zi)阱(jing)(jing)的(de)形成(cheng)(cheng)(cheng)機理研究領(ling)域取得重要進(jin)展：研究團隊采用(yong)高(gao)(gao)能(neng)掠(lve)入射(she)角X射(she)線衍射(she)實(shi)時(shi)表(biao)征了(le)在(zai)(zai)三維鈣(gai)鈦(tai)礦表(biao)面(mian)通過旋(xuan)涂長(chang)鏈(lian)有(you)機銨(an)鹽溶液法所(suo)制(zhi)備(bei)鈣(gai)鈦(tai)礦量子(zi)阱(jing)(jing)形成(cheng)(cheng)(cheng)過程，明確了(le)與長(chang)鏈(lian)有(you)機銨(an)分子(zi)發生反應的(de)反應物；并通過追蹤反應產物在(zai)(zai)熱退火前(qian)后的(de)晶體(ti)結構演變(bian)，探究了(le)鈣(gai)鈦(tai)礦量子(zi)阱(jing)(jing)形成(cheng)(cheng)(cheng)過程的(de)具體(ti)路(lu)徑。這一研究成(cheng)(cheng)(cheng)果發表(biao)在(zai)(zai)材料(liao)領(ling)域國際(ji)頂尖期(qi)刊(kan)《先(xian)進(jin)材料(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文第(di)一作者為霍夫曼先(xian)進(jin)材料(liao)研究院(yuan)胡漢(han)林副(fu)教授，深圳職業技術學院(yuan)為論文第(di)一完成(cheng)(cheng)(cheng)單(dan)位(wei)。

有(you)(you)機(ji)(ji)(ji)-無機(ji)(ji)(ji)雜化鈣(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池，因其優異的(de)(de)(de)(de)光電(dian)轉換效(xiao)率(lv)（經認證的(de)(de)(de)(de)單(dan)結(jie)小(xiao)面積有(you)(you)機(ji)(ji)(ji)-無機(ji)(ji)(ji)雜化鈣(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池效(xiao)率(lv)已達25.5%）、較低的(de)(de)(de)(de)成本以(yi)及(ji)優良的(de)(de)(de)(de)力學(xue)柔(rou)性等特點，在新(xin)(xin)能(neng)源(yuan)領域(yu)展現(xian)(xian)出(chu)了巨大(da)的(de)(de)(de)(de)應用前景。而基于(yu)ABX3傳統(tong)(tong)三維結(jie)構的(de)(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)材料由于(yu)自身的(de)(de)(de)(de)離子(zi)遷移，以(yi)及(ji)在外(wai)界光、熱、水等因素(su)下很容易被破壞(huai)，面臨著長期(qi)穩定(ding)性差的(de)(de)(de)(de)問題，嚴重制約了其實際應用。科學(xue)工作者創新(xin)(xin)地通過鈣(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)量子(zi)阱修飾傳統(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)三維鈣(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)方法來制備具(ju)有(you)(you)量子(zi)阱/三維鈣(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)復合結(jie)構的(de)(de)(de)(de)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池，使得所制備的(de)(de)(de)(de)器(qi)件(jian)具(ju)有(you)(you)良好的(de)(de)(de)(de)耐輻照、耐高溫和耐濕度特性。現(xian)(xian)有(you)(you)的(de)(de)(de)(de)報道(dao)主要集(ji)中在器(qi)件(jian)的(de)(de)(de)(de)效(xiao)率(lv)和穩定(ding)性，但(dan)對(dui)(dui)于(yu)量子(zi)阱的(de)(de)(de)(de)形(xing)成機(ji)(ji)(ji)理卻鮮有(you)(you)報道(dao)，尤其是對(dui)(dui)在不(bu)同(tong)條件(jian)下的(de)(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)量子(zi)阱生長機(ji)(ji)(ji)理并不(bu)清楚(chu)。

為此，我校研究團(tuan)隊采用(yong)高能(neng)(neng)同(tong)步輻射掠入射角X射線衍射實時表征(zheng)了(le)(le)(le)在(zai)三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)表面(mian)通(tong)過旋(xuan)涂長鏈(lian)有(you)機(ji)銨鹽溶液法(fa)所制備鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)阱形(xing)成(cheng)過程，在(zai)了(le)(le)(le)解鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)生長機(ji)理(li)的(de)前提下(xia)，研究了(le)(le)(le)不同(tong)反(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)條件(jian)(jian)對(dui)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)阱的(de)相純度(du)和取向有(you)序性(xing)產生影(ying)響。該項成(cheng)果從(cong)化學反(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)的(de)機(ji)理(li)上(shang)確定(ding)了(le)(le)(le)與長鏈(lian)分子(zi)反(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)的(de)反(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)物，明確了(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)阱的(de)形(xing)成(cheng)機(ji)理(li)，探(tan)究了(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)阱的(de)調(diao)(diao)控(kong)與器(qi)件(jian)(jian)效率以及穩(wen)(wen)定(ding)性(xing)的(de)本(ben)質聯系，并(bing)指出了(le)(le)(le)有(you)效的(de)調(diao)(diao)控(kong)手(shou)段，建(jian)立(li)了(le)(le)(le)量(liang)子(zi)阱/三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)復合結(jie)構(gou)薄膜最基礎理(li)論依據。鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)優越的(de)材料性(xing)能(neng)(neng)預(yu)示著(zhu)理(li)論上(shang)它(ta)具(ju)備打破現有(you)傳統光(guang)伏(fu)格(ge)局(ju)的(de)能(neng)(neng)力，目前科研領(ling)域正(zheng)在(zai)關注單結(jie)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)電池的(de)轉換(huan)效率、穩(wen)(wen)定(ding)性(xing)和降低鉛(qian)污染(ran)，有(you)初創企業推出的(de)單結(jie)組(zu)件(jian)(jian)能(neng)(neng)量(liang)轉換(huan)效率已超過17%，接近(jin)多晶硅組(zu)件(jian)(jian)的(de)轉換(huan)效率，并(bing)且理(li)論成(cheng)本(ben)更低。本(ben)研究工作針對(dui)傳統三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)光(guang)伏(fu)器(qi)件(jian)(jian)穩(wen)(wen)定(ding)性(xing)差的(de)特點，從(cong)成(cheng)膜機(ji)理(li)上(shang)提出了(le)(le)(le)量(liang)子(zi)阱/三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)復合結(jie)構(gou)的(de)有(you)效調(diao)(diao)控(kong)手(shou)段，有(you)望從(cong)根本(ben)上(shang)提高器(qi)件(jian)(jian)的(de)使用(yong)壽命，降低器(qi)件(jian)(jian)的(de)制備成(cheng)本(ben)，為工業化生高效穩(wen)(wen)定(ding)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)太陽能(neng)(neng)電池提供了(le)(le)(le)新的(de)技術途徑。

Advanced Materials是材料學科世界(jie)頂尖(jian)期(qi)刊，在國際材料領(ling)域享譽盛名，當前(qian)影響因子27.39。該研究工作受到國家自然科學基金委(wei)、深圳(zhen)市科創(chuang)委(wei)以及深圳(zhen)職(zhi)業技(ji)術(shu)學院的資助(zhu)。

（霍夫曼先進(jin)材(cai)料研究院）