近日，我(wo)校霍(huo)夫曼(man)先進材料(liao)(liao)研(yan)(yan)究院諾獎團隊在利用高(gao)能同(tong)步輻射對鈣鈦礦(kuang)量子阱(jing)的(de)(de)形成(cheng)(cheng)機(ji)理研(yan)(yan)究領域取得重要(yao)進展：研(yan)(yan)究團隊采用高(gao)能掠入(ru)射角X射線衍射實時表(biao)(biao)征了在三(san)維鈣鈦礦(kuang)表(biao)(biao)面通(tong)過旋(xuan)涂(tu)長鏈(lian)有(you)機(ji)銨(an)鹽溶液法所(suo)制備鈣鈦礦(kuang)量子阱(jing)形成(cheng)(cheng)過程(cheng)，明確了與(yu)長鏈(lian)有(you)機(ji)銨(an)分子發生反應(ying)的(de)(de)反應(ying)物(wu)；并通(tong)過追蹤反應(ying)產物(wu)在熱退火前后的(de)(de)晶體結構演變，探究了鈣鈦礦(kuang)量子阱(jing)形成(cheng)(cheng)過程(cheng)的(de)(de)具體路徑。這一(yi)(yi)研(yan)(yan)究成(cheng)(cheng)果(guo)發表(biao)(biao)在材料(liao)(liao)領域國(guo)際頂尖期刊《先進材料(liao)(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文(wen)第(di)(di)一(yi)(yi)作者(zhe)為霍(huo)夫曼(man)先進材料(liao)(liao)研(yan)(yan)究院胡漢林副(fu)教授，深圳職(zhi)業技(ji)術學院為論文(wen)第(di)(di)一(yi)(yi)完(wan)成(cheng)(cheng)單(dan)位。

有(you)機(ji)(ji)-無機(ji)(ji)雜(za)化鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦太陽能(neng)(neng)電(dian)池(chi)，因其(qi)優(you)異的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)電(dian)轉換效率（經認證的(de)(de)(de)(de)(de)單結(jie)小(xiao)面(mian)積有(you)機(ji)(ji)-無機(ji)(ji)雜(za)化鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦太陽能(neng)(neng)電(dian)池(chi)效率已達25.5%）、較(jiao)低(di)的(de)(de)(de)(de)(de)成本以(yi)及(ji)優(you)良的(de)(de)(de)(de)(de)力學柔性(xing)等(deng)(deng)特點(dian)，在(zai)新(xin)能(neng)(neng)源領域(yu)展現(xian)出了(le)巨(ju)大的(de)(de)(de)(de)(de)應用前景(jing)。而基于(yu)ABX3傳統(tong)三(san)維(wei)(wei)結(jie)構的(de)(de)(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦材(cai)料由(you)于(yu)自身的(de)(de)(de)(de)(de)離(li)子遷移(yi)，以(yi)及(ji)在(zai)外(wai)界光(guang)、熱、水等(deng)(deng)因素下(xia)(xia)很容易被破壞，面(mian)臨著(zhu)長期穩(wen)定性(xing)差的(de)(de)(de)(de)(de)問(wen)題，嚴重(zhong)制約(yue)了(le)其(qi)實際(ji)應用。科學工(gong)作者創新(xin)地(di)通過鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦量(liang)子阱修(xiu)飾傳統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)三(san)維(wei)(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦方(fang)法來制備具(ju)有(you)量(liang)子阱/三(san)維(wei)(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦復合結(jie)構的(de)(de)(de)(de)(de)太陽能(neng)(neng)電(dian)池(chi)，使(shi)得所制備的(de)(de)(de)(de)(de)器件(jian)具(ju)有(you)良好的(de)(de)(de)(de)(de)耐輻照、耐高溫(wen)和(he)耐濕(shi)度特性(xing)。現(xian)有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)報道(dao)主要集中在(zai)器件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)效率和(he)穩(wen)定性(xing)，但對(dui)于(yu)量(liang)子阱的(de)(de)(de)(de)(de)形成機(ji)(ji)理卻鮮(xian)有(you)報道(dao)，尤其(qi)是對(dui)在(zai)不(bu)同條件(jian)下(xia)(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦量(liang)子阱生長機(ji)(ji)理并不(bu)清楚。

為此，我校研(yan)究團隊采用高能同步輻射掠入射角X射線(xian)衍(yan)射實時表征了(le)在三維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)表面通過旋涂長鏈有(you)(you)機(ji)銨鹽溶(rong)液(ye)法所制備鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)(jing)形(xing)成(cheng)過程，在了(le)解鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)生長機(ji)理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)前(qian)提(ti)下，研(yan)究了(le)不同反(fan)應條件(jian)對鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)相純度和取向(xiang)有(you)(you)序性(xing)產(chan)生影響。該項成(cheng)果從(cong)化學反(fan)應的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)理(li)上確定了(le)與長鏈分子(zi)(zi)反(fan)應的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)反(fan)應物，明確了(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)成(cheng)機(ji)理(li)，探(tan)究了(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)調控與器(qi)(qi)件(jian)效率以及穩(wen)(wen)定性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)本(ben)(ben)質聯(lian)系，并指出(chu)了(le)有(you)(you)效的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)調控手(shou)段，建立了(le)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)(jing)/三維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復合結(jie)(jie)構薄膜最(zui)基礎(chu)理(li)論(lun)依據。鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)優越的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)材料性(xing)能預示著理(li)論(lun)上它具備打破現有(you)(you)傳統光伏格局(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)能力(li)，目(mu)前(qian)科研(yan)領域(yu)正在關注單結(jie)(jie)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)電池的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)轉換(huan)(huan)效率、穩(wen)(wen)定性(xing)和降(jiang)低(di)鉛污染，有(you)(you)初創企業推出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)單結(jie)(jie)組件(jian)能量(liang)(liang)(liang)轉換(huan)(huan)效率已超過17%，接近多(duo)晶(jing)硅(gui)組件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)轉換(huan)(huan)效率，并且(qie)理(li)論(lun)成(cheng)本(ben)(ben)更(geng)低(di)。本(ben)(ben)研(yan)究工(gong)作針對傳統三維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)光伏器(qi)(qi)件(jian)穩(wen)(wen)定性(xing)差的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)特點，從(cong)成(cheng)膜機(ji)理(li)上提(ti)出(chu)了(le)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)(jing)/三維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復合結(jie)(jie)構的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)有(you)(you)效調控手(shou)段，有(you)(you)望從(cong)根(gen)本(ben)(ben)上提(ti)高器(qi)(qi)件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)使(shi)用壽命，降(jiang)低(di)器(qi)(qi)件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)制備成(cheng)本(ben)(ben)，為工(gong)業化生高效穩(wen)(wen)定鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)太陽能電池提(ti)供了(le)新(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)技術途(tu)徑(jing)。

Advanced Materials是材料學科世界(jie)頂(ding)尖期(qi)刊，在國際材料領域享譽盛名，當前影(ying)響因子27.39。該(gai)研究工作受(shou)到國家自然(ran)科學基(ji)金委、深(shen)圳市科創委以及深(shen)圳職業技術學院的資助(zhu)。

（霍夫曼先進材料(liao)研究院）