近日，我校霍夫(fu)曼(man)先(xian)進(jin)材(cai)料(liao)研究院諾獎團(tuan)隊(dui)在(zai)利(li)用高能同步輻(fu)射對鈣(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子阱的形成(cheng)機理研究領域取得重要(yao)進(jin)展(zhan)：研究團(tuan)隊(dui)采用高能掠入射角X射線衍(yan)射實(shi)時表征了在(zai)三維鈣(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)表面通(tong)過(guo)旋涂長鏈有機銨(an)鹽溶液法所制備鈣(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子阱形成(cheng)過(guo)程，明確了與(yu)長鏈有機銨(an)分子發生反應的反應物(wu)(wu)；并通(tong)過(guo)追(zhui)蹤反應產物(wu)(wu)在(zai)熱退(tui)火前后(hou)的晶(jing)體結(jie)構(gou)演變，探究了鈣(gai)(gai)(gai)鈦礦(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子阱形成(cheng)過(guo)程的具(ju)體路徑(jing)。這一研究成(cheng)果發表在(zai)材(cai)料(liao)領域國際(ji)頂(ding)尖期刊《先(xian)進(jin)材(cai)料(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上(shang)，論文第(di)一作者為(wei)霍夫(fu)曼(man)先(xian)進(jin)材(cai)料(liao)研究院胡漢林副教授，深圳職業技(ji)術學院為(wei)論文第(di)一完(wan)成(cheng)單位。

有(you)(you)機(ji)-無機(ji)雜化(hua)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)能(neng)(neng)電(dian)(dian)池，因其(qi)(qi)優(you)異的(de)(de)(de)光電(dian)(dian)轉換(huan)效(xiao)率（經認(ren)證的(de)(de)(de)單結(jie)小(xiao)面(mian)積(ji)有(you)(you)機(ji)-無機(ji)雜化(hua)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)能(neng)(neng)電(dian)(dian)池效(xiao)率已(yi)達25.5%）、較低的(de)(de)(de)成本以(yi)及優(you)良的(de)(de)(de)力學(xue)柔性等特點，在(zai)(zai)新(xin)能(neng)(neng)源領域展現出(chu)了巨大的(de)(de)(de)應用前景。而基于ABX3傳(chuan)統三(san)維(wei)(wei)結(jie)構的(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)材料由(you)于自身的(de)(de)(de)離子(zi)(zi)遷移，以(yi)及在(zai)(zai)外界(jie)光、熱(re)、水等因素下(xia)很容易被破(po)壞(huai)，面(mian)臨著(zhu)長(chang)期穩(wen)定(ding)性差的(de)(de)(de)問題，嚴(yan)重(zhong)制約了其(qi)(qi)實際應用。科學(xue)工作者(zhe)創新(xin)地通過鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量子(zi)(zi)阱(jing)(jing)修飾傳(chuan)統的(de)(de)(de)三(san)維(wei)(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)方法(fa)來制備具有(you)(you)量子(zi)(zi)阱(jing)(jing)/三(san)維(wei)(wei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復合結(jie)構的(de)(de)(de)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)能(neng)(neng)電(dian)(dian)池，使得所(suo)制備的(de)(de)(de)器(qi)件具有(you)(you)良好的(de)(de)(de)耐輻(fu)照、耐高(gao)溫和耐濕度特性。現有(you)(you)的(de)(de)(de)報(bao)道(dao)主要集中在(zai)(zai)器(qi)件的(de)(de)(de)效(xiao)率和穩(wen)定(ding)性，但對于量子(zi)(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)形成機(ji)理(li)卻鮮(xian)有(you)(you)報(bao)道(dao)，尤其(qi)(qi)是對在(zai)(zai)不同條件下(xia)的(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量子(zi)(zi)阱(jing)(jing)生長(chang)機(ji)理(li)并不清(qing)楚(chu)。

為此，我(wo)校研究(jiu)(jiu)團隊采用高能(neng)同步輻射掠入射角X射線衍射實時表征(zheng)了在(zai)三維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)表面通過旋(xuan)涂長鏈有機(ji)銨鹽溶(rong)液法(fa)所(suo)制備鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)形(xing)成(cheng)過程，在(zai)了解鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)生長機(ji)理的(de)(de)(de)(de)前(qian)提(ti)下(xia)，研究(jiu)(jiu)了不同反應條件(jian)(jian)(jian)對鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)相純度(du)和取(qu)向有序性(xing)(xing)(xing)產生影(ying)響。該項成(cheng)果從化學反應的(de)(de)(de)(de)機(ji)理上(shang)(shang)確定(ding)了與長鏈分子(zi)(zi)反應的(de)(de)(de)(de)反應物，明確了鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)形(xing)成(cheng)機(ji)理，探究(jiu)(jiu)了鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)調控(kong)(kong)與器(qi)件(jian)(jian)(jian)效率(lv)以(yi)及穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)本(ben)(ben)質聯系，并指(zhi)出(chu)了有效的(de)(de)(de)(de)調控(kong)(kong)手(shou)段(duan)，建(jian)立了量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)/三維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)復(fu)合(he)結構(gou)薄膜最(zui)基礎理論依(yi)據。鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)優越的(de)(de)(de)(de)材料性(xing)(xing)(xing)能(neng)預(yu)示(shi)著理論上(shang)(shang)它具(ju)備打(da)破現有傳(chuan)(chuan)統光伏(fu)格局的(de)(de)(de)(de)能(neng)力，目前(qian)科研領域正在(zai)關注(zhu)單結鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)電(dian)池的(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)換效率(lv)、穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)(xing)和降低鉛(qian)污(wu)染(ran)，有初創企業推出(chu)的(de)(de)(de)(de)單結組件(jian)(jian)(jian)能(neng)量(liang)轉(zhuan)換效率(lv)已超過17%，接近多晶(jing)硅(gui)組件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)換效率(lv)，并且(qie)理論成(cheng)本(ben)(ben)更低。本(ben)(ben)研究(jiu)(jiu)工(gong)作針對傳(chuan)(chuan)統三維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)光伏(fu)器(qi)件(jian)(jian)(jian)穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)(xing)差的(de)(de)(de)(de)特(te)點，從成(cheng)膜機(ji)理上(shang)(shang)提(ti)出(chu)了量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)/三維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)復(fu)合(he)結構(gou)的(de)(de)(de)(de)有效調控(kong)(kong)手(shou)段(duan)，有望從根本(ben)(ben)上(shang)(shang)提(ti)高器(qi)件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)使用壽(shou)命，降低器(qi)件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)制備成(cheng)本(ben)(ben)，為工(gong)業化生高效穩(wen)定(ding)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)太陽能(neng)電(dian)池提(ti)供了新的(de)(de)(de)(de)技術(shu)途徑。

Advanced Materials是材料學科(ke)(ke)世(shi)界頂尖期刊，在國際材料領域享譽盛(sheng)名(ming)，當前影響因子27.39。該(gai)研(yan)究(jiu)工作受到(dao)國家(jia)自然科(ke)(ke)學基金委、深(shen)圳(zhen)市科(ke)(ke)創委以及深(shen)圳(zhen)職業技術(shu)學院的資助。

（霍夫(fu)曼先(xian)進(jin)材料研究院）