近日，我校(xiao)霍(huo)夫曼先(xian)進(jin)(jin)材(cai)料(liao)研究(jiu)院諾獎團隊在利用(yong)(yong)高(gao)能(neng)同(tong)步輻射(she)(she)(she)對鈣鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱的(de)形(xing)成機(ji)理研究(jiu)領(ling)域取得重要進(jin)(jin)展：研究(jiu)團隊采用(yong)(yong)高(gao)能(neng)掠入射(she)(she)(she)角X射(she)(she)(she)線(xian)衍射(she)(she)(she)實時表(biao)(biao)征了在三維(wei)鈣鈦(tai)礦(kuang)(kuang)表(biao)(biao)面通過旋涂(tu)長鏈(lian)有機(ji)銨鹽(yan)溶液法所制備鈣鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱形(xing)成過程，明確了與長鏈(lian)有機(ji)銨分子(zi)發生反(fan)應(ying)的(de)反(fan)應(ying)物(wu)；并通過追蹤反(fan)應(ying)產物(wu)在熱退火前后的(de)晶體結構演變，探究(jiu)了鈣鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱形(xing)成過程的(de)具體路徑。這一(yi)研究(jiu)成果發表(biao)(biao)在材(cai)料(liao)領(ling)域國際頂尖(jian)期刊《先(xian)進(jin)(jin)材(cai)料(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文第(di)一(yi)作者為霍(huo)夫曼先(xian)進(jin)(jin)材(cai)料(liao)研究(jiu)院胡漢林(lin)副教(jiao)授，深圳(zhen)職業技術學院為論文第(di)一(yi)完成單(dan)位。

有機(ji)-無機(ji)雜(za)化鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太陽能電池，因其(qi)優(you)(you)異的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光電轉換效(xiao)(xiao)率（經認證的(de)(de)(de)(de)(de)(de)單結小面積有機(ji)-無機(ji)雜(za)化鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太陽能電池效(xiao)(xiao)率已達25.5%）、較低的(de)(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)本(ben)以(yi)及(ji)(ji)優(you)(you)良(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)力學(xue)柔性等特點，在(zai)(zai)新(xin)能源領域(yu)展現(xian)(xian)出(chu)了巨(ju)大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用前(qian)景。而基(ji)于ABX3傳統(tong)三維結構的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)材料由于自身的(de)(de)(de)(de)(de)(de)離子(zi)(zi)遷移，以(yi)及(ji)(ji)在(zai)(zai)外(wai)界光、熱、水等因素(su)下很容易被破壞(huai)，面臨(lin)著長期(qi)穩(wen)定性差的(de)(de)(de)(de)(de)(de)問題(ti)，嚴(yan)重制(zhi)(zhi)約了其(qi)實際(ji)應(ying)用。科學(xue)工作者創新(xin)地通過鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)修飾傳統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)三維鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)方法來制(zhi)(zhi)備(bei)具(ju)有量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)/三維鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復(fu)合結構的(de)(de)(de)(de)(de)(de)太陽能電池，使得所制(zhi)(zhi)備(bei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)器件具(ju)有良(liang)好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)輻照、耐(nai)(nai)高(gao)溫和耐(nai)(nai)濕度特性。現(xian)(xian)有的(de)(de)(de)(de)(de)(de)報道(dao)主要集中在(zai)(zai)器件的(de)(de)(de)(de)(de)(de)效(xiao)(xiao)率和穩(wen)定性，但對于量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)成(cheng)機(ji)理(li)卻鮮有報道(dao)，尤其(qi)是對在(zai)(zai)不同條件下的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱(jing)生長機(ji)理(li)并(bing)不清楚(chu)。

為此，我校研究(jiu)(jiu)團隊采用(yong)高能同(tong)步(bu)輻射掠(lve)入射角X射線衍射實(shi)時表征了(le)在三維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)表面通過(guo)(guo)旋涂長(chang)鏈(lian)有(you)機(ji)銨鹽(yan)溶液法所制備(bei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)量子(zi)(zi)(zi)(zi)阱形成(cheng)(cheng)過(guo)(guo)程，在了(le)解(jie)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)生長(chang)機(ji)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)前提下，研究(jiu)(jiu)了(le)不同(tong)反(fan)應條件對鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)量子(zi)(zi)(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)(de)相純度和(he)取向有(you)序(xu)性(xing)產生影響(xiang)。該(gai)項成(cheng)(cheng)果從化學反(fan)應的(de)(de)(de)(de)機(ji)理(li)(li)上(shang)確定(ding)了(le)與(yu)長(chang)鏈(lian)分子(zi)(zi)(zi)(zi)反(fan)應的(de)(de)(de)(de)反(fan)應物，明(ming)確了(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)量子(zi)(zi)(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)(de)形成(cheng)(cheng)機(ji)理(li)(li)，探(tan)究(jiu)(jiu)了(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)量子(zi)(zi)(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)(de)調控(kong)與(yu)器(qi)件效率(lv)(lv)以及穩(wen)(wen)定(ding)性(xing)的(de)(de)(de)(de)本質(zhi)聯(lian)系，并(bing)指出了(le)有(you)效的(de)(de)(de)(de)調控(kong)手段，建立了(le)量子(zi)(zi)(zi)(zi)阱/三維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)復合結(jie)(jie)構(gou)薄(bo)膜(mo)最基礎理(li)(li)論依據。鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)優(you)越的(de)(de)(de)(de)材料性(xing)能預示著理(li)(li)論上(shang)它具備(bei)打破現有(you)傳統光(guang)伏(fu)格局的(de)(de)(de)(de)能力，目(mu)前科研領域正在關注單結(jie)(jie)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)電池的(de)(de)(de)(de)轉換效率(lv)(lv)、穩(wen)(wen)定(ding)性(xing)和(he)降(jiang)低鉛污染，有(you)初(chu)創(chuang)企(qi)業(ye)(ye)推出的(de)(de)(de)(de)單結(jie)(jie)組件能量轉換效率(lv)(lv)已超過(guo)(guo)17%，接近多晶硅組件的(de)(de)(de)(de)轉換效率(lv)(lv)，并(bing)且(qie)理(li)(li)論成(cheng)(cheng)本更低。本研究(jiu)(jiu)工作針(zhen)對傳統三維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)光(guang)伏(fu)器(qi)件穩(wen)(wen)定(ding)性(xing)差的(de)(de)(de)(de)特(te)點(dian)，從成(cheng)(cheng)膜(mo)機(ji)理(li)(li)上(shang)提出了(le)量子(zi)(zi)(zi)(zi)阱/三維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)復合結(jie)(jie)構(gou)的(de)(de)(de)(de)有(you)效調控(kong)手段，有(you)望從根本上(shang)提高器(qi)件的(de)(de)(de)(de)使用(yong)壽命，降(jiang)低器(qi)件的(de)(de)(de)(de)制備(bei)成(cheng)(cheng)本，為工業(ye)(ye)化生高效穩(wen)(wen)定(ding)鈣(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)太陽能電池提供了(le)新(xin)的(de)(de)(de)(de)技術途(tu)徑。

Advanced Materials是(shi)材(cai)料(liao)學(xue)科世界頂(ding)尖期刊，在(zai)國際材(cai)料(liao)領域享譽盛名，當前影響因子27.39。該研究工作受到國家自(zi)然科學(xue)基金(jin)委、深(shen)圳市科創委以及(ji)深(shen)圳職業技術(shu)學(xue)院(yuan)的資助。

（霍夫曼先進(jin)材料研究院）