近日(ri)，我校霍夫曼先進(jin)材料研究(jiu)(jiu)院(yuan)諾獎團(tuan)隊在(zai)利(li)用高能同步(bu)輻射(she)對鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)量子(zi)阱的形(xing)(xing)成機(ji)理研究(jiu)(jiu)領域取得重要進(jin)展：研究(jiu)(jiu)團(tuan)隊采用高能掠入(ru)射(she)角X射(she)線衍(yan)射(she)實(shi)時表征了在(zai)三維鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)表面通過(guo)旋涂(tu)長鏈有機(ji)銨鹽(yan)溶液法所制(zhi)備鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)量子(zi)阱形(xing)(xing)成過(guo)程，明確了與長鏈有機(ji)銨分子(zi)發生反應的反應物；并(bing)通過(guo)追蹤(zong)反應產物在(zai)熱退火前后的晶體結構演變，探究(jiu)(jiu)了鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)量子(zi)阱形(xing)(xing)成過(guo)程的具體路徑(jing)。這一研究(jiu)(jiu)成果發表在(zai)材料領域國際頂尖(jian)期刊《先進(jin)材料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上(shang)，論文第(di)一作(zuo)者為(wei)霍夫曼先進(jin)材料研究(jiu)(jiu)院(yuan)胡(hu)漢林副教(jiao)授，深圳(zhen)職業技(ji)術(shu)學院(yuan)為(wei)論文第(di)一完成單位。

有機(ji)-無機(ji)雜(za)化鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)太(tai)(tai)陽能(neng)電(dian)(dian)池(chi)，因其優異的光電(dian)(dian)轉換(huan)效率（經認證(zheng)的單結(jie)(jie)小面(mian)(mian)積有機(ji)-無機(ji)雜(za)化鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)太(tai)(tai)陽能(neng)電(dian)(dian)池(chi)效率已達25.5%）、較低的成本以及(ji)優良的力學柔性等特點(dian)，在(zai)新能(neng)源領域展現(xian)出了巨大(da)的應(ying)用前景。而基于(yu)ABX3傳統三維(wei)結(jie)(jie)構的鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)材料由于(yu)自身的離子(zi)遷移，以及(ji)在(zai)外界光、熱、水等因素下很(hen)容易被破壞，面(mian)(mian)臨著長期穩定(ding)性差的問題，嚴重制(zhi)(zhi)約(yue)了其實際應(ying)用。科學工作者創新地通過鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)修飾傳統的三維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)方(fang)法(fa)來制(zhi)(zhi)備具有量(liang)子(zi)阱(jing)/三維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)復合結(jie)(jie)構的太(tai)(tai)陽能(neng)電(dian)(dian)池(chi)，使得所(suo)制(zhi)(zhi)備的器件具有良好的耐(nai)輻照、耐(nai)高溫和耐(nai)濕度(du)特性。現(xian)有的報道(dao)主(zhu)要(yao)集中在(zai)器件的效率和穩定(ding)性，但對(dui)于(yu)量(liang)子(zi)阱(jing)的形(xing)成機(ji)理卻鮮有報道(dao)，尤(you)其是對(dui)在(zai)不同條件下的鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)生長機(ji)理并不清(qing)楚。

為此，我(wo)校(xiao)研(yan)(yan)究團(tuan)隊采用高(gao)能(neng)同步(bu)輻射(she)掠入射(she)角(jiao)X射(she)線(xian)衍(yan)射(she)實(shi)時表征了(le)在三維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦表面(mian)通過旋涂長鏈有(you)機(ji)(ji)銨鹽溶液(ye)法所制備鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦量(liang)(liang)子(zi)阱形(xing)成(cheng)(cheng)過程，在了(le)解鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦生長機(ji)(ji)理(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)前提下，研(yan)(yan)究了(le)不(bu)同反應(ying)條件(jian)對鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦量(liang)(liang)子(zi)阱的(de)(de)(de)相(xiang)純(chun)度和取向有(you)序(xu)性(xing)(xing)產生影(ying)響。該項(xiang)成(cheng)(cheng)果從(cong)化學反應(ying)的(de)(de)(de)機(ji)(ji)理(li)(li)(li)(li)上確(que)定(ding)(ding)了(le)與(yu)長鏈分子(zi)反應(ying)的(de)(de)(de)反應(ying)物(wu)，明確(que)了(le)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦量(liang)(liang)子(zi)阱的(de)(de)(de)形(xing)成(cheng)(cheng)機(ji)(ji)理(li)(li)(li)(li)，探究了(le)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦量(liang)(liang)子(zi)阱的(de)(de)(de)調(diao)控(kong)與(yu)器件(jian)效率(lv)以(yi)及(ji)穩(wen)定(ding)(ding)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)本(ben)質聯系，并指出了(le)有(you)效的(de)(de)(de)調(diao)控(kong)手(shou)段，建立了(le)量(liang)(liang)子(zi)阱/三維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦復合結(jie)(jie)(jie)構薄膜最基(ji)礎理(li)(li)(li)(li)論依據。鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦優(you)越的(de)(de)(de)材料性(xing)(xing)能(neng)預示著理(li)(li)(li)(li)論上它具(ju)備打破現(xian)有(you)傳(chuan)統光伏(fu)格(ge)局(ju)的(de)(de)(de)能(neng)力，目前科研(yan)(yan)領域正在關注單(dan)結(jie)(jie)(jie)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦電(dian)(dian)池(chi)的(de)(de)(de)轉(zhuan)換效率(lv)、穩(wen)定(ding)(ding)性(xing)(xing)和降低鉛污染，有(you)初創企業推出的(de)(de)(de)單(dan)結(jie)(jie)(jie)組件(jian)能(neng)量(liang)(liang)轉(zhuan)換效率(lv)已(yi)超過17%，接近多晶硅組件(jian)的(de)(de)(de)轉(zhuan)換效率(lv)，并且(qie)理(li)(li)(li)(li)論成(cheng)(cheng)本(ben)更低。本(ben)研(yan)(yan)究工作針對傳(chuan)統三維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦光伏(fu)器件(jian)穩(wen)定(ding)(ding)性(xing)(xing)差(cha)的(de)(de)(de)特點，從(cong)成(cheng)(cheng)膜機(ji)(ji)理(li)(li)(li)(li)上提出了(le)量(liang)(liang)子(zi)阱/三維(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦復合結(jie)(jie)(jie)構的(de)(de)(de)有(you)效調(diao)控(kong)手(shou)段，有(you)望從(cong)根(gen)本(ben)上提高(gao)器件(jian)的(de)(de)(de)使(shi)用壽(shou)命，降低器件(jian)的(de)(de)(de)制備成(cheng)(cheng)本(ben)，為工業化生高(gao)效穩(wen)定(ding)(ding)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦太陽(yang)能(neng)電(dian)(dian)池(chi)提供了(le)新的(de)(de)(de)技術途徑。

Advanced Materials是材料(liao)學科世界頂尖期刊，在國(guo)際材料(liao)領域享(xiang)譽盛名，當前影(ying)響因(yin)子27.39。該研究工作受到國(guo)家自然(ran)科學基金委、深圳市科創委以及深圳職業(ye)技術學院的資助。

（霍夫(fu)曼先進材料研究院）