近(jin)日，我校霍夫曼先(xian)進材料研(yan)究(jiu)院諾獎團隊在利用(yong)高能(neng)同步輻射(she)對(dui)鈣(gai)鈦(tai)礦量(liang)子阱(jing)(jing)的形(xing)成機(ji)理研(yan)究(jiu)領(ling)域(yu)取(qu)得重要(yao)進展：研(yan)究(jiu)團隊采(cai)用(yong)高能(neng)掠入(ru)射(she)角X射(she)線衍射(she)實時表(biao)征了(le)在三(san)維鈣(gai)鈦(tai)礦表(biao)面通(tong)過(guo)(guo)旋涂長鏈有機(ji)銨鹽溶(rong)液法所制備鈣(gai)鈦(tai)礦量(liang)子阱(jing)(jing)形(xing)成過(guo)(guo)程，明確了(le)與長鏈有機(ji)銨分(fen)子發生反(fan)應的反(fan)應物；并通(tong)過(guo)(guo)追蹤反(fan)應產物在熱(re)退(tui)火前后的晶體結構演(yan)變，探究(jiu)了(le)鈣(gai)鈦(tai)礦量(liang)子阱(jing)(jing)形(xing)成過(guo)(guo)程的具體路(lu)徑。這一(yi)研(yan)究(jiu)成果發表(biao)在材料領(ling)域(yu)國際(ji)頂(ding)尖期刊《先(xian)進材料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論(lun)文(wen)第一(yi)作者為霍夫曼先(xian)進材料研(yan)究(jiu)院胡漢林副(fu)教授(shou)，深圳職業技術學(xue)院為論(lun)文(wen)第一(yi)完成單(dan)位。

有(you)(you)機(ji)(ji)-無機(ji)(ji)雜化(hua)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦太陽能(neng)(neng)電(dian)池(chi)，因(yin)其(qi)優(you)異的(de)(de)(de)(de)光(guang)電(dian)轉換效率（經認(ren)證的(de)(de)(de)(de)單(dan)結小面積(ji)有(you)(you)機(ji)(ji)-無機(ji)(ji)雜化(hua)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦太陽能(neng)(neng)電(dian)池(chi)效率已達(da)25.5%）、較低(di)的(de)(de)(de)(de)成本以及優(you)良(liang)的(de)(de)(de)(de)力學(xue)柔性(xing)(xing)等特點(dian)，在新(xin)能(neng)(neng)源領域(yu)展(zhan)現(xian)出了(le)巨大的(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)前景。而基于ABX3傳統三維結構的(de)(de)(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦材料(liao)由于自身的(de)(de)(de)(de)離(li)子遷移(yi)，以及在外界光(guang)、熱、水等因(yin)素下(xia)很容易被破(po)壞，面臨(lin)著長期穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)差的(de)(de)(de)(de)問題，嚴重制約了(le)其(qi)實際(ji)應(ying)用(yong)。科(ke)學(xue)工作者創新(xin)地通過鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦量子阱修飾傳統的(de)(de)(de)(de)三維鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦方法(fa)來制備具(ju)有(you)(you)量子阱/三維鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦復合結構的(de)(de)(de)(de)太陽能(neng)(neng)電(dian)池(chi)，使得所制備的(de)(de)(de)(de)器件(jian)具(ju)有(you)(you)良(liang)好(hao)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)輻照、耐(nai)高(gao)溫和(he)耐(nai)濕度特性(xing)(xing)。現(xian)有(you)(you)的(de)(de)(de)(de)報道(dao)主要集中(zhong)在器件(jian)的(de)(de)(de)(de)效率和(he)穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)，但對于量子阱的(de)(de)(de)(de)形成機(ji)(ji)理(li)卻鮮(xian)有(you)(you)報道(dao)，尤其(qi)是對在不同條件(jian)下(xia)的(de)(de)(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦量子阱生(sheng)長機(ji)(ji)理(li)并不清楚(chu)。

為(wei)此，我(wo)校研(yan)(yan)究(jiu)團隊(dui)采用高(gao)能(neng)(neng)(neng)同(tong)步輻射(she)掠入射(she)角X射(she)線衍射(she)實時表(biao)征(zheng)了(le)(le)(le)在三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)表(biao)面通(tong)過(guo)(guo)旋涂長鏈(lian)有(you)機(ji)銨鹽溶液法所制備(bei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱形成過(guo)(guo)程(cheng)，在了(le)(le)(le)解(jie)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)生(sheng)長機(ji)理(li)的(de)(de)前提(ti)(ti)下，研(yan)(yan)究(jiu)了(le)(le)(le)不(bu)同(tong)反應條件(jian)(jian)(jian)(jian)對鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱的(de)(de)相純度和取向有(you)序性(xing)產生(sheng)影響。該項成果(guo)從(cong)化學反應的(de)(de)機(ji)理(li)上(shang)確(que)定了(le)(le)(le)與(yu)長鏈(lian)分子(zi)(zi)(zi)反應的(de)(de)反應物，明確(que)了(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱的(de)(de)形成機(ji)理(li)，探究(jiu)了(le)(le)(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱的(de)(de)調控與(yu)器(qi)件(jian)(jian)(jian)(jian)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)以(yi)及穩(wen)定性(xing)的(de)(de)本質聯(lian)系，并指出(chu)了(le)(le)(le)有(you)效(xiao)(xiao)的(de)(de)調控手(shou)段(duan)，建立了(le)(le)(le)量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱/三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復(fu)合結構(gou)薄膜(mo)最基礎理(li)論(lun)依據。鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)優(you)越(yue)的(de)(de)材料性(xing)能(neng)(neng)(neng)預示著理(li)論(lun)上(shang)它具(ju)備(bei)打破(po)現(xian)有(you)傳統光伏格(ge)局的(de)(de)能(neng)(neng)(neng)力，目前科研(yan)(yan)領域正在關注單結鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)電池的(de)(de)轉換(huan)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)、穩(wen)定性(xing)和降低鉛污染，有(you)初創企(qi)業推(tui)出(chu)的(de)(de)單結組件(jian)(jian)(jian)(jian)能(neng)(neng)(neng)量(liang)轉換(huan)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)已超過(guo)(guo)17%，接(jie)近多晶硅組件(jian)(jian)(jian)(jian)的(de)(de)轉換(huan)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)，并且理(li)論(lun)成本更(geng)低。本研(yan)(yan)究(jiu)工(gong)作針(zhen)對傳統三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)光伏器(qi)件(jian)(jian)(jian)(jian)穩(wen)定性(xing)差(cha)的(de)(de)特點，從(cong)成膜(mo)機(ji)理(li)上(shang)提(ti)(ti)出(chu)了(le)(le)(le)量(liang)子(zi)(zi)(zi)阱/三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復(fu)合結構(gou)的(de)(de)有(you)效(xiao)(xiao)調控手(shou)段(duan)，有(you)望從(cong)根本上(shang)提(ti)(ti)高(gao)器(qi)件(jian)(jian)(jian)(jian)的(de)(de)使用壽(shou)命，降低器(qi)件(jian)(jian)(jian)(jian)的(de)(de)制備(bei)成本，為(wei)工(gong)業化生(sheng)高(gao)效(xiao)(xiao)穩(wen)定鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)太陽能(neng)(neng)(neng)電池提(ti)(ti)供了(le)(le)(le)新的(de)(de)技術(shu)途徑(jing)。

Advanced Materials是材料(liao)學(xue)科世界頂尖期刊，在國際材料(liao)領(ling)域享譽盛名(ming)，當前影響(xiang)因子27.39。該研究工作受到(dao)國家自然科學(xue)基金委、深圳市科創委以及深圳職業(ye)技術學(xue)院的(de)資助。

（霍夫曼(man)先進材(cai)料(liao)研究院）