近(jin)日(ri)，我校霍夫(fu)曼先進材(cai)料(liao)(liao)研(yan)究(jiu)院(yuan)(yuan)諾獎團隊在(zai)(zai)利用高能同步輻射對鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)(liang)子阱的(de)(de)形成(cheng)機(ji)(ji)理(li)研(yan)究(jiu)領域取得重要進展(zhan)：研(yan)究(jiu)團隊采用高能掠(lve)入射角X射線衍射實時表征了(le)(le)在(zai)(zai)三(san)維鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)表面通過(guo)(guo)(guo)旋涂長(chang)鏈有機(ji)(ji)銨鹽溶液法所制備鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)(liang)子阱形成(cheng)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)，明確了(le)(le)與(yu)長(chang)鏈有機(ji)(ji)銨分子發(fa)生反(fan)應的(de)(de)反(fan)應物；并通過(guo)(guo)(guo)追(zhui)蹤反(fan)應產物在(zai)(zai)熱退(tui)火前后的(de)(de)晶體(ti)結構演變，探究(jiu)了(le)(le)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)(liang)子阱形成(cheng)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)的(de)(de)具體(ti)路徑。這一(yi)研(yan)究(jiu)成(cheng)果發(fa)表在(zai)(zai)材(cai)料(liao)(liao)領域國(guo)際(ji)頂尖期(qi)刊《先進材(cai)料(liao)(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上(shang)，論文(wen)第一(yi)作者為霍夫(fu)曼先進材(cai)料(liao)(liao)研(yan)究(jiu)院(yuan)(yuan)胡(hu)漢(han)林副教授，深圳職業(ye)技術(shu)學院(yuan)(yuan)為論文(wen)第一(yi)完(wan)成(cheng)單位。

有(you)(you)機-無(wu)(wu)機雜化鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池，因其優異的(de)(de)(de)光電(dian)轉(zhuan)換(huan)效率(lv)（經(jing)認證(zheng)的(de)(de)(de)單(dan)結小面積有(you)(you)機-無(wu)(wu)機雜化鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池效率(lv)已達(da)25.5%）、較(jiao)低的(de)(de)(de)成本以及優良的(de)(de)(de)力學柔性(xing)等(deng)特點，在(zai)新(xin)能(neng)源(yuan)領域展現出(chu)了巨大的(de)(de)(de)應用(yong)前景。而基于ABX3傳統三維(wei)結構的(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)材料由于自身(shen)的(de)(de)(de)離(li)子(zi)遷(qian)移(yi)，以及在(zai)外界光、熱、水等(deng)因素下很容易(yi)被破壞，面臨(lin)著(zhu)長(chang)期穩(wen)(wen)定性(xing)差的(de)(de)(de)問(wen)題，嚴重(zhong)制約了其實(shi)際(ji)應用(yong)。科學工作者(zhe)創新(xin)地(di)通(tong)過鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量子(zi)阱(jing)修飾傳統的(de)(de)(de)三維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)方法(fa)來制備(bei)具有(you)(you)量子(zi)阱(jing)/三維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)復合結構的(de)(de)(de)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池，使得所制備(bei)的(de)(de)(de)器(qi)件(jian)具有(you)(you)良好的(de)(de)(de)耐(nai)輻照、耐(nai)高溫和耐(nai)濕度特性(xing)。現有(you)(you)的(de)(de)(de)報道主要集中在(zai)器(qi)件(jian)的(de)(de)(de)效率(lv)和穩(wen)(wen)定性(xing)，但(dan)對(dui)(dui)于量子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)形(xing)成機理卻(que)鮮有(you)(you)報道，尤其是(shi)對(dui)(dui)在(zai)不同條(tiao)件(jian)下的(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量子(zi)阱(jing)生長(chang)機理并不清楚(chu)。

為(wei)此，我(wo)校研(yan)究團隊采用高(gao)能(neng)(neng)同步輻射(she)掠入(ru)射(she)角X射(she)線衍射(she)實時表征了(le)在(zai)三維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)表面通過旋(xuan)涂長鏈有機(ji)(ji)銨(an)鹽溶液法所制備(bei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)(jing)形成(cheng)(cheng)過程，在(zai)了(le)解鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)生(sheng)(sheng)長機(ji)(ji)理(li)(li)的(de)(de)(de)前提(ti)(ti)下，研(yan)究了(le)不(bu)同反應條件(jian)對鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)相(xiang)純(chun)度和取向有序性(xing)產生(sheng)(sheng)影響。該項成(cheng)(cheng)果從化學反應的(de)(de)(de)機(ji)(ji)理(li)(li)上確定(ding)(ding)了(le)與(yu)長鏈分子(zi)反應的(de)(de)(de)反應物(wu)，明確了(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)形成(cheng)(cheng)機(ji)(ji)理(li)(li)，探究了(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)調控與(yu)器件(jian)效(xiao)率以及穩(wen)定(ding)(ding)性(xing)的(de)(de)(de)本(ben)(ben)(ben)質聯系，并指出(chu)了(le)有效(xiao)的(de)(de)(de)調控手段(duan)，建(jian)立了(le)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)(jing)/三維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復合(he)結(jie)構薄膜最(zui)基礎理(li)(li)論(lun)依據。鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)優(you)越(yue)的(de)(de)(de)材料(liao)性(xing)能(neng)(neng)預示著理(li)(li)論(lun)上它具備(bei)打破現(xian)有傳統光(guang)伏格局的(de)(de)(de)能(neng)(neng)力，目前科研(yan)領(ling)域(yu)正在(zai)關注單結(jie)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)電池的(de)(de)(de)轉換效(xiao)率、穩(wen)定(ding)(ding)性(xing)和降低鉛污染，有初創企業推出(chu)的(de)(de)(de)單結(jie)組件(jian)能(neng)(neng)量(liang)(liang)轉換效(xiao)率已(yi)超過17%，接近多晶(jing)硅組件(jian)的(de)(de)(de)轉換效(xiao)率，并且理(li)(li)論(lun)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)更低。本(ben)(ben)(ben)研(yan)究工作(zuo)針對傳統三維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)光(guang)伏器件(jian)穩(wen)定(ding)(ding)性(xing)差的(de)(de)(de)特點，從成(cheng)(cheng)膜機(ji)(ji)理(li)(li)上提(ti)(ti)出(chu)了(le)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)(jing)/三維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復合(he)結(jie)構的(de)(de)(de)有效(xiao)調控手段(duan)，有望從根(gen)本(ben)(ben)(ben)上提(ti)(ti)高(gao)器件(jian)的(de)(de)(de)使用壽命，降低器件(jian)的(de)(de)(de)制備(bei)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)，為(wei)工業化生(sheng)(sheng)高(gao)效(xiao)穩(wen)定(ding)(ding)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太陽能(neng)(neng)電池提(ti)(ti)供了(le)新的(de)(de)(de)技(ji)術途徑。

Advanced Materials是(shi)材料學(xue)(xue)科(ke)(ke)世界頂尖期刊，在國(guo)際材料領域享譽盛(sheng)名，當前影響因子27.39。該研(yan)究工作受到國(guo)家(jia)自然科(ke)(ke)學(xue)(xue)基(ji)金(jin)委、深(shen)圳(zhen)市科(ke)(ke)創委以及深(shen)圳(zhen)職業技(ji)術(shu)學(xue)(xue)院的資助。

（霍(huo)夫曼(man)先(xian)進材料研究院）