近日，我校霍夫曼(man)先(xian)(xian)進(jin)材(cai)料(liao)研究(jiu)院(yuan)諾獎團(tuan)隊在利用高能同步輻(fu)射對鈣(gai)鈦(tai)礦量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)的(de)形成(cheng)機(ji)理(li)研究(jiu)領域取得(de)重要(yao)進(jin)展：研究(jiu)團(tuan)隊采用高能掠入(ru)射角X射線衍射實時表征了(le)(le)在三維鈣(gai)鈦(tai)礦表面通過(guo)(guo)旋涂長(chang)鏈(lian)有機(ji)銨(an)鹽溶液法所制備鈣(gai)鈦(tai)礦量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)形成(cheng)過(guo)(guo)程，明(ming)確了(le)(le)與長(chang)鏈(lian)有機(ji)銨(an)分子(zi)發生反應(ying)的(de)反應(ying)物(wu)；并通過(guo)(guo)追蹤反應(ying)產物(wu)在熱退火(huo)前后的(de)晶(jing)體結(jie)構(gou)演變，探(tan)究(jiu)了(le)(le)鈣(gai)鈦(tai)礦量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)形成(cheng)過(guo)(guo)程的(de)具(ju)體路(lu)徑(jing)。這一研究(jiu)成(cheng)果發表在材(cai)料(liao)領域國(guo)際頂尖期刊(kan)《先(xian)(xian)進(jin)材(cai)料(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文第一作者為(wei)霍夫曼(man)先(xian)(xian)進(jin)材(cai)料(liao)研究(jiu)院(yuan)胡漢(han)林(lin)副(fu)教(jiao)授，深(shen)圳職業技術(shu)學(xue)院(yuan)為(wei)論文第一完成(cheng)單位。

有(you)(you)機(ji)(ji)-無機(ji)(ji)雜(za)化鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)太陽(yang)(yang)能電(dian)池，因其優(you)異(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)光電(dian)轉換效率（經(jing)認證的(de)(de)(de)(de)(de)單結小面(mian)積有(you)(you)機(ji)(ji)-無機(ji)(ji)雜(za)化鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)太陽(yang)(yang)能電(dian)池效率已達25.5%）、較低的(de)(de)(de)(de)(de)成本以(yi)及優(you)良的(de)(de)(de)(de)(de)力(li)學(xue)柔(rou)性(xing)等特點(dian)，在新(xin)能源(yuan)領域展現出了巨大的(de)(de)(de)(de)(de)應用(yong)前景。而基于(yu)ABX3傳統(tong)三(san)維結構(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)材料由(you)于(yu)自(zi)身的(de)(de)(de)(de)(de)離子遷(qian)移(yi)，以(yi)及在外界光、熱、水等因素下很容易被破壞，面(mian)臨著長期(qi)穩(wen)定性(xing)差的(de)(de)(de)(de)(de)問題，嚴重制(zhi)約(yue)了其實際應用(yong)。科學(xue)工作者創新(xin)地通(tong)過(guo)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子阱(jing)修飾傳統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)三(san)維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)方法來制(zhi)備具有(you)(you)量(liang)子阱(jing)/三(san)維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復合結構(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)太陽(yang)(yang)能電(dian)池，使(shi)得所(suo)制(zhi)備的(de)(de)(de)(de)(de)器件(jian)具有(you)(you)良好的(de)(de)(de)(de)(de)耐輻照(zhao)、耐高溫和耐濕度特性(xing)。現有(you)(you)的(de)(de)(de)(de)(de)報道主要集中在器件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)效率和穩(wen)定性(xing)，但對(dui)于(yu)量(liang)子阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)形成機(ji)(ji)理(li)卻鮮有(you)(you)報道，尤(you)其是對(dui)在不同條件(jian)下的(de)(de)(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子阱(jing)生長機(ji)(ji)理(li)并(bing)不清楚。

為此，我校研(yan)究(jiu)(jiu)團隊采用高(gao)能(neng)同步輻射掠(lve)入射角X射線(xian)衍射實時(shi)表征了(le)在(zai)三(san)(san)(san)維鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)表面通過(guo)旋(xuan)涂長(chang)鏈有(you)(you)機(ji)銨鹽溶液法所(suo)制備(bei)(bei)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)量子(zi)阱形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)過(guo)程(cheng)，在(zai)了(le)解(jie)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)生(sheng)長(chang)機(ji)理的(de)前(qian)提(ti)下，研(yan)究(jiu)(jiu)了(le)不同反(fan)應條件(jian)(jian)對鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)量子(zi)阱的(de)相純度和(he)取向有(you)(you)序(xu)性(xing)產生(sheng)影響。該項成(cheng)(cheng)(cheng)果(guo)從(cong)化學反(fan)應的(de)機(ji)理上(shang)確定了(le)與長(chang)鏈分子(zi)反(fan)應的(de)反(fan)應物，明確了(le)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)量子(zi)阱的(de)形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)機(ji)理，探究(jiu)(jiu)了(le)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)量子(zi)阱的(de)調(diao)控(kong)與器(qi)件(jian)(jian)效(xiao)率以(yi)及穩(wen)(wen)定性(xing)的(de)本(ben)(ben)質聯系，并指出了(le)有(you)(you)效(xiao)的(de)調(diao)控(kong)手(shou)段，建立了(le)量子(zi)阱/三(san)(san)(san)維鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)復合(he)結(jie)(jie)(jie)構薄膜最基礎(chu)理論(lun)依據。鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)優越的(de)材料性(xing)能(neng)預示著理論(lun)上(shang)它具備(bei)(bei)打破現有(you)(you)傳統光伏格(ge)局的(de)能(neng)力，目(mu)前(qian)科研(yan)領域正在(zai)關(guan)注單結(jie)(jie)(jie)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)電池(chi)的(de)轉換(huan)效(xiao)率、穩(wen)(wen)定性(xing)和(he)降低(di)鉛(qian)污染(ran)，有(you)(you)初創企業推出的(de)單結(jie)(jie)(jie)組(zu)件(jian)(jian)能(neng)量轉換(huan)效(xiao)率已超(chao)過(guo)17%，接(jie)近多晶(jing)硅(gui)組(zu)件(jian)(jian)的(de)轉換(huan)效(xiao)率，并且理論(lun)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)更低(di)。本(ben)(ben)研(yan)究(jiu)(jiu)工作針對傳統三(san)(san)(san)維鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)光伏器(qi)件(jian)(jian)穩(wen)(wen)定性(xing)差(cha)的(de)特點，從(cong)成(cheng)(cheng)(cheng)膜機(ji)理上(shang)提(ti)出了(le)量子(zi)阱/三(san)(san)(san)維鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)復合(he)結(jie)(jie)(jie)構的(de)有(you)(you)效(xiao)調(diao)控(kong)手(shou)段，有(you)(you)望(wang)從(cong)根本(ben)(ben)上(shang)提(ti)高(gao)器(qi)件(jian)(jian)的(de)使用壽命，降低(di)器(qi)件(jian)(jian)的(de)制備(bei)(bei)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)，為工業化生(sheng)高(gao)效(xiao)穩(wen)(wen)定鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)太陽能(neng)電池(chi)提(ti)供了(le)新的(de)技(ji)術途(tu)徑。

Advanced Materials是材料學科世(shi)界(jie)頂(ding)尖期刊，在國際材料領域享譽盛名，當前影響(xiang)因子27.39。該研(yan)究工作受到國家(jia)自然科學基金委(wei)、深圳市(shi)科創委(wei)以及深圳職業技術(shu)學院的資助。

（霍夫曼先進材(cai)料研究院）