近日，我校霍(huo)夫曼先(xian)進材(cai)料研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)院諾獎團(tuan)(tuan)隊在利用高(gao)能(neng)同(tong)步輻射(she)對(dui)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)量子阱的形成(cheng)機理研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)領(ling)域取得重要進展(zhan)：研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)團(tuan)(tuan)隊采用高(gao)能(neng)掠入射(she)角X射(she)線(xian)衍射(she)實時表征了(le)在三維鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)表面通過旋涂長(chang)(chang)鏈有機銨鹽(yan)溶液法所制備鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)量子阱形成(cheng)過程，明確了(le)與長(chang)(chang)鏈有機銨分子發生反應的反應物；并通過追蹤反應產(chan)物在熱退火前后的晶體結構演變(bian)，探究(jiu)(jiu)了(le)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)量子阱形成(cheng)過程的具(ju)體路徑。這一(yi)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)成(cheng)果發表在材(cai)料領(ling)域國(guo)際頂尖期刊《先(xian)進材(cai)料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文第一(yi)作者為霍(huo)夫曼先(xian)進材(cai)料研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)院胡漢林副教授，深圳職業技術學院為論文第一(yi)完成(cheng)單(dan)位。

有(you)(you)機(ji)(ji)-無(wu)機(ji)(ji)雜(za)化鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池，因其(qi)優異的(de)光電(dian)轉換效(xiao)率（經認(ren)證的(de)單結小(xiao)面(mian)積(ji)有(you)(you)機(ji)(ji)-無(wu)機(ji)(ji)雜(za)化鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池效(xiao)率已達(da)25.5%）、較低的(de)成本以(yi)及優良的(de)力學柔性等特(te)點，在(zai)新能(neng)源領域(yu)展(zhan)現出(chu)了(le)巨(ju)大的(de)應(ying)用(yong)前(qian)景。而基于(yu)ABX3傳統(tong)三維(wei)結構(gou)的(de)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)材料由于(yu)自身的(de)離子(zi)遷移，以(yi)及在(zai)外界光、熱、水等因素下很容易被破壞，面(mian)臨(lin)著長(chang)期穩定性差的(de)問題，嚴(yan)重(zhong)制約了(le)其(qi)實際應(ying)用(yong)。科學工作者(zhe)創新地通過鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)修飾傳統(tong)的(de)三維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)方(fang)法來制備(bei)(bei)具(ju)有(you)(you)量子(zi)阱(jing)/三維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復合結構(gou)的(de)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池，使得所制備(bei)(bei)的(de)器件(jian)具(ju)有(you)(you)良好的(de)耐輻照、耐高(gao)溫和(he)耐濕度特(te)性。現有(you)(you)的(de)報道主要集中在(zai)器件(jian)的(de)效(xiao)率和(he)穩定性，但對于(yu)量子(zi)阱(jing)的(de)形(xing)成機(ji)(ji)理(li)(li)卻鮮有(you)(you)報道，尤其(qi)是對在(zai)不同條件(jian)下的(de)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱(jing)生長(chang)機(ji)(ji)理(li)(li)并不清楚(chu)。

為此，我(wo)校研究團(tuan)隊采用(yong)高(gao)能(neng)(neng)同(tong)步輻(fu)射掠入射角X射線衍射實時表(biao)征了(le)(le)(le)在三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)表(biao)面(mian)通(tong)過(guo)旋涂長鏈有(you)(you)機銨(an)鹽(yan)溶液(ye)法所制備鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)形成(cheng)(cheng)過(guo)程，在了(le)(le)(le)解鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)生(sheng)長機理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)前(qian)提(ti)(ti)(ti)下(xia)，研究了(le)(le)(le)不同(tong)反應(ying)條件(jian)對鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)相純度和取向(xiang)有(you)(you)序性(xing)產生(sheng)影響。該項成(cheng)(cheng)果(guo)從(cong)化學(xue)反應(ying)的(de)(de)(de)(de)機理(li)(li)(li)上(shang)確(que)定(ding)了(le)(le)(le)與(yu)長鏈分子(zi)(zi)反應(ying)的(de)(de)(de)(de)反應(ying)物，明確(que)了(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)形成(cheng)(cheng)機理(li)(li)(li)，探(tan)究了(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)調控(kong)與(yu)器(qi)件(jian)效率(lv)以(yi)及(ji)穩定(ding)性(xing)的(de)(de)(de)(de)本(ben)質(zhi)聯系，并指出了(le)(le)(le)有(you)(you)效的(de)(de)(de)(de)調控(kong)手段，建立了(le)(le)(le)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)/三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復(fu)合結(jie)構薄(bo)膜最基(ji)礎理(li)(li)(li)論(lun)依(yi)據。鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)優越的(de)(de)(de)(de)材料性(xing)能(neng)(neng)預示著理(li)(li)(li)論(lun)上(shang)它(ta)具(ju)備打破現有(you)(you)傳統(tong)光(guang)伏格局的(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)力，目前(qian)科研領域(yu)正在關注單結(jie)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)電(dian)池(chi)的(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)換效率(lv)、穩定(ding)性(xing)和降低(di)鉛(qian)污染，有(you)(you)初創企業推出的(de)(de)(de)(de)單結(jie)組(zu)件(jian)能(neng)(neng)量(liang)(liang)轉(zhuan)換效率(lv)已(yi)超過(guo)17%，接近多晶硅組(zu)件(jian)的(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)換效率(lv)，并且(qie)理(li)(li)(li)論(lun)成(cheng)(cheng)本(ben)更低(di)。本(ben)研究工作針對傳統(tong)三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)光(guang)伏器(qi)件(jian)穩定(ding)性(xing)差的(de)(de)(de)(de)特點，從(cong)成(cheng)(cheng)膜機理(li)(li)(li)上(shang)提(ti)(ti)(ti)出了(le)(le)(le)量(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)/三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復(fu)合結(jie)構的(de)(de)(de)(de)有(you)(you)效調控(kong)手段，有(you)(you)望(wang)從(cong)根本(ben)上(shang)提(ti)(ti)(ti)高(gao)器(qi)件(jian)的(de)(de)(de)(de)使用(yong)壽(shou)命，降低(di)器(qi)件(jian)的(de)(de)(de)(de)制備成(cheng)(cheng)本(ben)，為工業化生(sheng)高(gao)效穩定(ding)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)太陽能(neng)(neng)電(dian)池(chi)提(ti)(ti)(ti)供了(le)(le)(le)新(xin)的(de)(de)(de)(de)技術途徑(jing)。

Advanced Materials是(shi)材料(liao)學(xue)(xue)科(ke)世界頂尖期刊(kan)，在國(guo)際(ji)材料(liao)領域享譽盛名，當前影(ying)響因子(zi)27.39。該研(yan)究工(gong)作受到國(guo)家自然科(ke)學(xue)(xue)基金委(wei)、深(shen)(shen)圳市(shi)科(ke)創委(wei)以及深(shen)(shen)圳職業(ye)技(ji)術學(xue)(xue)院的資助。

（霍夫曼先進(jin)材料研(yan)究院(yuan)）