近日，我(wo)校霍夫(fu)曼(man)先(xian)進材料(liao)研究(jiu)(jiu)院(yuan)諾獎團(tuan)隊在利用(yong)(yong)高(gao)能同步輻射(she)對鈣(gai)鈦(tai)礦量子(zi)(zi)(zi)阱的(de)形成(cheng)(cheng)機(ji)理研究(jiu)(jiu)領域(yu)取得重要(yao)進展：研究(jiu)(jiu)團(tuan)隊采用(yong)(yong)高(gao)能掠入射(she)角X射(she)線衍射(she)實時表(biao)征了(le)在三維鈣(gai)鈦(tai)礦表(biao)面通過旋涂(tu)長鏈有(you)機(ji)銨鹽(yan)溶液法所制備鈣(gai)鈦(tai)礦量子(zi)(zi)(zi)阱形成(cheng)(cheng)過程，明(ming)確了(le)與長鏈有(you)機(ji)銨分子(zi)(zi)(zi)發生反(fan)應的(de)反(fan)應物；并通過追(zhui)蹤反(fan)應產物在熱退火前后的(de)晶體結構演變，探究(jiu)(jiu)了(le)鈣(gai)鈦(tai)礦量子(zi)(zi)(zi)阱形成(cheng)(cheng)過程的(de)具體路徑。這一研究(jiu)(jiu)成(cheng)(cheng)果發表(biao)在材料(liao)領域(yu)國際頂尖期刊《先(xian)進材料(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論(lun)文第(di)一作者為(wei)霍夫(fu)曼(man)先(xian)進材料(liao)研究(jiu)(jiu)院(yuan)胡漢林副教授，深圳職業技(ji)術學院(yuan)為(wei)論(lun)文第(di)一完成(cheng)(cheng)單位(wei)。

有機(ji)-無(wu)機(ji)雜(za)化鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)太陽(yang)能(neng)(neng)電(dian)(dian)池(chi)，因其優異的(de)(de)(de)光(guang)電(dian)(dian)轉換效(xiao)率(lv)(lv)（經認證的(de)(de)(de)單結(jie)小面(mian)(mian)積有機(ji)-無(wu)機(ji)雜(za)化鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)太陽(yang)能(neng)(neng)電(dian)(dian)池(chi)效(xiao)率(lv)(lv)已達25.5%）、較低(di)的(de)(de)(de)成本以及(ji)優良的(de)(de)(de)力學柔性(xing)等特(te)點，在(zai)新(xin)能(neng)(neng)源領(ling)域展現出了巨大的(de)(de)(de)應(ying)用(yong)前(qian)景。而基(ji)于(yu)ABX3傳統三維(wei)結(jie)構(gou)(gou)的(de)(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)材料由于(yu)自身的(de)(de)(de)離子遷移，以及(ji)在(zai)外(wai)界光(guang)、熱、水等因素下很(hen)容易被(bei)破壞(huai)，面(mian)(mian)臨(lin)著長期穩定(ding)性(xing)差的(de)(de)(de)問(wen)題，嚴重制(zhi)約了其實(shi)際應(ying)用(yong)。科學工作者(zhe)創(chuang)新(xin)地(di)通過鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)(liang)子阱(jing)(jing)修飾(shi)傳統的(de)(de)(de)三維(wei)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)方法來制(zhi)備(bei)(bei)具(ju)有量(liang)(liang)(liang)子阱(jing)(jing)/三維(wei)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)復合結(jie)構(gou)(gou)的(de)(de)(de)太陽(yang)能(neng)(neng)電(dian)(dian)池(chi)，使得所制(zhi)備(bei)(bei)的(de)(de)(de)器(qi)(qi)件具(ju)有良好的(de)(de)(de)耐輻(fu)照(zhao)、耐高溫(wen)和耐濕度特(te)性(xing)。現有的(de)(de)(de)報(bao)道(dao)主要集中在(zai)器(qi)(qi)件的(de)(de)(de)效(xiao)率(lv)(lv)和穩定(ding)性(xing)，但對于(yu)量(liang)(liang)(liang)子阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)形成機(ji)理(li)卻鮮有報(bao)道(dao)，尤其是對在(zai)不同(tong)條件下的(de)(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)(liang)子阱(jing)(jing)生長機(ji)理(li)并不清楚。

為此，我校研究團隊采用高能(neng)同步輻射(she)(she)掠(lve)入射(she)(she)角X射(she)(she)線衍射(she)(she)實(shi)時表(biao)征了(le)在(zai)三(san)維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)表(biao)面通過旋涂長(chang)鏈有機銨鹽(yan)溶液法所制備鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)(jing)(jing)形(xing)成(cheng)過程，在(zai)了(le)解鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)生長(chang)機理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)前提(ti)下(xia)，研究了(le)不同反(fan)應(ying)條件(jian)(jian)對(dui)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)純(chun)度和(he)取向有序性產生影響。該項成(cheng)果從(cong)(cong)化學反(fan)應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)機理(li)上確定了(le)與長(chang)鏈分子(zi)反(fan)應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)反(fan)應(ying)物(wu)，明確了(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)成(cheng)機理(li)，探究了(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)調控(kong)(kong)與器件(jian)(jian)效(xiao)率以及穩(wen)定性的(de)(de)(de)(de)(de)本(ben)質聯(lian)系，并指出(chu)了(le)有效(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)調控(kong)(kong)手段，建立了(le)量子(zi)阱(jing)(jing)(jing)/三(san)維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復合結(jie)構薄膜(mo)最(zui)基礎(chu)理(li)論(lun)依據(ju)。鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)優(you)越的(de)(de)(de)(de)(de)材料性能(neng)預示著理(li)論(lun)上它具備打(da)破(po)現有傳統光伏格局的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)力，目前科研領域正在(zai)關注(zhu)單結(jie)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)電池的(de)(de)(de)(de)(de)轉換(huan)效(xiao)率、穩(wen)定性和(he)降低鉛(qian)污染，有初創企業推(tui)出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)單結(jie)組(zu)件(jian)(jian)能(neng)量轉換(huan)效(xiao)率已超過17%，接近多(duo)晶硅(gui)組(zu)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)轉換(huan)效(xiao)率，并且理(li)論(lun)成(cheng)本(ben)更低。本(ben)研究工作(zuo)針對(dui)傳統三(san)維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)光伏器件(jian)(jian)穩(wen)定性差(cha)的(de)(de)(de)(de)(de)特點，從(cong)(cong)成(cheng)膜(mo)機理(li)上提(ti)出(chu)了(le)量子(zi)阱(jing)(jing)(jing)/三(san)維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復合結(jie)構的(de)(de)(de)(de)(de)有效(xiao)調控(kong)(kong)手段，有望從(cong)(cong)根本(ben)上提(ti)高器件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)使用壽(shou)命，降低器件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)制備成(cheng)本(ben)，為工業化生高效(xiao)穩(wen)定鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太陽能(neng)電池提(ti)供了(le)新的(de)(de)(de)(de)(de)技(ji)術(shu)途徑。

Advanced Materials是(shi)材料學(xue)科(ke)世界頂尖期刊，在(zai)國(guo)際材料領(ling)域享譽盛名，當(dang)前(qian)影響因子27.39。該(gai)研究工作受到國(guo)家自然科(ke)學(xue)基金委(wei)、深(shen)圳市科(ke)創(chuang)委(wei)以及(ji)深(shen)圳職業技術學(xue)院的(de)資助。

（霍夫曼(man)先進材料研究(jiu)院）