近日，我校霍(huo)夫曼(man)先(xian)進(jin)材料(liao)研究(jiu)院諾獎團隊在利用高能同步輻(fu)射對鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)量(liang)子阱的(de)形(xing)成(cheng)機(ji)理研究(jiu)領域(yu)取得重(zhong)要(yao)進(jin)展：研究(jiu)團隊采用高能掠入(ru)射角X射線衍(yan)射實(shi)時表征了在三維鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)表面通過(guo)旋涂(tu)長鏈有機(ji)銨鹽溶液(ye)法所制備鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)量(liang)子阱形(xing)成(cheng)過(guo)程，明確了與長鏈有機(ji)銨分子發生反應的(de)反應物；并通過(guo)追蹤反應產(chan)物在熱退火前后的(de)晶體(ti)結構(gou)演變，探究(jiu)了鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)量(liang)子阱形(xing)成(cheng)過(guo)程的(de)具體(ti)路(lu)徑。這一研究(jiu)成(cheng)果發表在材料(liao)領域(yu)國際頂尖期刊《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(huo)夫曼(man)先(xian)進(jin)材料(liao)研究(jiu)院胡漢林副教授，深(shen)圳職業技術學院為論文第(di)一完(wan)成(cheng)單位。

有(you)機-無機雜化鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦太(tai)陽能(neng)電池(chi)，因其(qi)優(you)異的(de)(de)光電轉換效(xiao)率(lv)(lv)（經認證的(de)(de)單(dan)結小(xiao)面積有(you)機-無機雜化鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦太(tai)陽能(neng)電池(chi)效(xiao)率(lv)(lv)已達25.5%）、較低(di)的(de)(de)成本以及(ji)優(you)良的(de)(de)力學(xue)柔性(xing)(xing)等(deng)(deng)特點，在(zai)新能(neng)源(yuan)領域展現出了(le)巨(ju)大的(de)(de)應(ying)用前景。而基于ABX3傳(chuan)統三維結構的(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦材(cai)料由于自身(shen)的(de)(de)離子(zi)(zi)遷移，以及(ji)在(zai)外界光、熱(re)、水等(deng)(deng)因素下很容易(yi)被破壞，面臨著長期穩(wen)定性(xing)(xing)差(cha)的(de)(de)問題，嚴重制(zhi)(zhi)約了(le)其(qi)實際應(ying)用。科學(xue)工作者創新地通過鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)修飾(shi)傳(chuan)統的(de)(de)三維鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦方法(fa)來制(zhi)(zhi)備具有(you)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)/三維鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦復(fu)合結構的(de)(de)太(tai)陽能(neng)電池(chi)，使得所制(zhi)(zhi)備的(de)(de)器(qi)(qi)件具有(you)良好的(de)(de)耐輻照、耐高溫和耐濕度(du)特性(xing)(xing)。現有(you)的(de)(de)報(bao)(bao)道主要集中在(zai)器(qi)(qi)件的(de)(de)效(xiao)率(lv)(lv)和穩(wen)定性(xing)(xing)，但對于量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)形(xing)成機理(li)卻(que)鮮(xian)有(you)報(bao)(bao)道，尤其(qi)是對在(zai)不同條件下的(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)生(sheng)長機理(li)并不清楚。

為(wei)此，我校研究團隊采用(yong)高能(neng)同(tong)步輻射(she)掠入射(she)角X射(she)線(xian)衍射(she)實時表(biao)征了(le)在(zai)三維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)表(biao)面通(tong)過(guo)旋涂(tu)長鏈(lian)有機銨(an)鹽溶(rong)液法所制(zhi)備(bei)(bei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱形成(cheng)過(guo)程，在(zai)了(le)解鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)生(sheng)長機理(li)(li)(li)的(de)前提下(xia)，研究了(le)不(bu)同(tong)反(fan)應條(tiao)件(jian)(jian)對(dui)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱的(de)相(xiang)純度和(he)取(qu)向有序性(xing)(xing)產生(sheng)影響。該(gai)項(xiang)成(cheng)果從化(hua)學反(fan)應的(de)機理(li)(li)(li)上(shang)確定(ding)了(le)與長鏈(lian)分子(zi)(zi)反(fan)應的(de)反(fan)應物(wu)，明確了(le)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱的(de)形成(cheng)機理(li)(li)(li)，探究了(le)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱的(de)調控與器(qi)件(jian)(jian)效率(lv)以及穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)的(de)本(ben)質聯系(xi)，并(bing)指出(chu)了(le)有效的(de)調控手(shou)段，建(jian)立了(le)量(liang)子(zi)(zi)阱/三維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復(fu)(fu)合(he)(he)結構(gou)薄膜(mo)最基礎理(li)(li)(li)論依據。鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)優越的(de)材料(liao)性(xing)(xing)能(neng)預示著(zhu)理(li)(li)(li)論上(shang)它具備(bei)(bei)打破現有傳統(tong)光伏格(ge)局的(de)能(neng)力，目前科研領域正在(zai)關注單(dan)結鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)電池的(de)轉(zhuan)換(huan)效率(lv)、穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)和(he)降(jiang)低鉛污染，有初(chu)創企(qi)業推出(chu)的(de)單(dan)結組件(jian)(jian)能(neng)量(liang)轉(zhuan)換(huan)效率(lv)已(yi)超過(guo)17%，接近多晶硅組件(jian)(jian)的(de)轉(zhuan)換(huan)效率(lv)，并(bing)且理(li)(li)(li)論成(cheng)本(ben)更低。本(ben)研究工(gong)作針對(dui)傳統(tong)三維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)光伏器(qi)件(jian)(jian)穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)差的(de)特點，從成(cheng)膜(mo)機理(li)(li)(li)上(shang)提出(chu)了(le)量(liang)子(zi)(zi)阱/三維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復(fu)(fu)合(he)(he)結構(gou)的(de)有效調控手(shou)段，有望從根本(ben)上(shang)提高器(qi)件(jian)(jian)的(de)使用(yong)壽(shou)命，降(jiang)低器(qi)件(jian)(jian)的(de)制(zhi)備(bei)(bei)成(cheng)本(ben)，為(wei)工(gong)業化(hua)生(sheng)高效穩(wen)定(ding)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太陽能(neng)電池提供了(le)新的(de)技術(shu)途徑。

Advanced Materials是(shi)材料(liao)學(xue)(xue)科世界頂尖期刊，在(zai)國際材料(liao)領域享譽盛名，當前影響(xiang)因子27.39。該研究工作(zuo)受到(dao)國家自然科學(xue)(xue)基金委、深圳(zhen)市科創(chuang)委以(yi)及深圳(zhen)職業技術學(xue)(xue)院的資助。

（霍(huo)夫曼先(xian)進材料研究(jiu)院）