近日，我(wo)校霍夫(fu)(fu)曼(man)先進(jin)(jin)材(cai)料研(yan)究(jiu)院(yuan)諾(nuo)獎團(tuan)隊在(zai)利用(yong)(yong)高能(neng)同步輻(fu)射(she)對鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)的形(xing)成(cheng)(cheng)機(ji)理研(yan)究(jiu)領(ling)域取得重要進(jin)(jin)展：研(yan)究(jiu)團(tuan)隊采用(yong)(yong)高能(neng)掠入射(she)角(jiao)X射(she)線衍射(she)實時(shi)表(biao)征了在(zai)三維鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)表(biao)面通(tong)過(guo)旋(xuan)涂(tu)長鏈有機(ji)銨鹽溶液法所制備鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)形(xing)成(cheng)(cheng)過(guo)程，明確了與長鏈有機(ji)銨分子(zi)發(fa)生反(fan)應的反(fan)應物；并(bing)通(tong)過(guo)追蹤反(fan)應產物在(zai)熱退火前(qian)后的晶體結構(gou)演變，探究(jiu)了鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)形(xing)成(cheng)(cheng)過(guo)程的具體路徑。這一(yi)(yi)研(yan)究(jiu)成(cheng)(cheng)果發(fa)表(biao)在(zai)材(cai)料領(ling)域國際頂尖期刊《先進(jin)(jin)材(cai)料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文第(di)一(yi)(yi)作者為霍夫(fu)(fu)曼(man)先進(jin)(jin)材(cai)料研(yan)究(jiu)院(yuan)胡漢(han)林副教授，深圳職(zhi)業技術學院(yuan)為論文第(di)一(yi)(yi)完成(cheng)(cheng)單位。

有(you)機(ji)(ji)(ji)-無機(ji)(ji)(ji)雜(za)化鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)太陽能電(dian)池，因(yin)其(qi)(qi)優異(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)電(dian)轉換效率(lv)（經認證的(de)(de)(de)(de)(de)(de)單結小面(mian)積有(you)機(ji)(ji)(ji)-無機(ji)(ji)(ji)雜(za)化鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)太陽能電(dian)池效率(lv)已達25.5%）、較(jiao)低的(de)(de)(de)(de)(de)(de)成本以及(ji)優良的(de)(de)(de)(de)(de)(de)力(li)學柔性等特(te)點，在新能源(yuan)領域展現(xian)出了巨(ju)大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)應用前景。而基于ABX3傳(chuan)統(tong)三維結構的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)材料由于自身的(de)(de)(de)(de)(de)(de)離(li)子(zi)遷(qian)移，以及(ji)在外界光(guang)、熱、水(shui)等因(yin)素下很容易被(bei)破(po)壞，面(mian)臨著長(chang)(chang)期穩定性差的(de)(de)(de)(de)(de)(de)問題，嚴重(zhong)制約(yue)了其(qi)(qi)實際應用。科(ke)學工作者創(chuang)新地通過(guo)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)(jing)(jing)修飾傳(chuan)統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)三維鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)方法來(lai)制備具有(you)量(liang)子(zi)阱(jing)(jing)(jing)/三維鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復合結構的(de)(de)(de)(de)(de)(de)太陽能電(dian)池，使得所制備的(de)(de)(de)(de)(de)(de)器件具有(you)良好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)輻照、耐(nai)(nai)高溫(wen)和耐(nai)(nai)濕度特(te)性。現(xian)有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)報道(dao)主要集(ji)中在器件的(de)(de)(de)(de)(de)(de)效率(lv)和穩定性，但對于量(liang)子(zi)阱(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)成機(ji)(ji)(ji)理(li)卻鮮有(you)報道(dao)，尤(you)其(qi)(qi)是對在不同條件下的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)(jing)(jing)生長(chang)(chang)機(ji)(ji)(ji)理(li)并不清楚。

為此，我校(xiao)研(yan)究團隊(dui)采用高能(neng)同步輻(fu)射(she)掠(lve)入射(she)角(jiao)X射(she)線衍射(she)實(shi)時表征了在(zai)(zai)三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)表面通過(guo)(guo)旋涂(tu)長鏈(lian)有(you)(you)機(ji)銨鹽溶液(ye)法所(suo)制備(bei)(bei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)(jing)形(xing)成(cheng)(cheng)過(guo)(guo)程，在(zai)(zai)了解鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)生長機(ji)理的(de)前提(ti)下，研(yan)究了不同反應條件(jian)對鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)(jing)的(de)相純(chun)度和取向有(you)(you)序性(xing)產生影響。該項(xiang)成(cheng)(cheng)果從化(hua)學(xue)反應的(de)機(ji)理上(shang)確定(ding)(ding)了與長鏈(lian)分子(zi)(zi)反應的(de)反應物，明(ming)確了鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)(jing)的(de)形(xing)成(cheng)(cheng)機(ji)理，探(tan)究了鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)(jing)的(de)調(diao)控(kong)與器件(jian)效率(lv)以及穩定(ding)(ding)性(xing)的(de)本質聯系，并指(zhi)出(chu)了有(you)(you)效的(de)調(diao)控(kong)手(shou)段(duan)，建立了量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)(jing)/三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)復(fu)合(he)結(jie)構(gou)薄(bo)膜(mo)最基(ji)礎理論(lun)(lun)(lun)依據(ju)。鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)優越的(de)材料性(xing)能(neng)預示著理論(lun)(lun)(lun)上(shang)它具(ju)備(bei)(bei)打破現(xian)有(you)(you)傳統光伏格局的(de)能(neng)力，目前科研(yan)領(ling)域正在(zai)(zai)關注單(dan)結(jie)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)電池的(de)轉換(huan)效率(lv)、穩定(ding)(ding)性(xing)和降(jiang)低鉛污(wu)染，有(you)(you)初(chu)創企業推出(chu)的(de)單(dan)結(jie)組件(jian)能(neng)量(liang)(liang)(liang)轉換(huan)效率(lv)已(yi)超過(guo)(guo)17%，接近(jin)多晶硅組件(jian)的(de)轉換(huan)效率(lv)，并且(qie)理論(lun)(lun)(lun)成(cheng)(cheng)本更低。本研(yan)究工作針對傳統三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)光伏器件(jian)穩定(ding)(ding)性(xing)差的(de)特點(dian)，從成(cheng)(cheng)膜(mo)機(ji)理上(shang)提(ti)出(chu)了量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)(jing)/三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)復(fu)合(he)結(jie)構(gou)的(de)有(you)(you)效調(diao)控(kong)手(shou)段(duan)，有(you)(you)望從根本上(shang)提(ti)高器件(jian)的(de)使(shi)用壽命，降(jiang)低器件(jian)的(de)制備(bei)(bei)成(cheng)(cheng)本，為工業化(hua)生高效穩定(ding)(ding)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)太陽能(neng)電池提(ti)供了新的(de)技術途徑。

Advanced Materials是材料學(xue)(xue)科世(shi)界(jie)頂(ding)尖期刊，在國際材料領(ling)域享(xiang)譽(yu)盛名，當前影響因子(zi)27.39。該研究(jiu)工作受(shou)到國家自然科學(xue)(xue)基(ji)金委、深圳(zhen)市科創委以及深圳(zhen)職業技術學(xue)(xue)院的資(zi)助。

（霍夫(fu)曼先進材料研(yan)究院）