近日(ri)，我校霍夫(fu)曼先進材料(liao)(liao)研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)院(yuan)諾獎團隊在利用高能同步(bu)輻射對鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦量(liang)子(zi)(zi)阱的(de)(de)形(xing)成(cheng)機理研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)領(ling)域取得(de)重要進展：研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)團隊采(cai)用高能掠入(ru)射角X射線衍射實時表(biao)征了在三(san)維鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦表(biao)面(mian)通過旋涂長(chang)(chang)鏈(lian)有機銨(an)鹽(yan)溶液法所制備鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦量(liang)子(zi)(zi)阱形(xing)成(cheng)過程(cheng)，明確(que)了與長(chang)(chang)鏈(lian)有機銨(an)分子(zi)(zi)發生反應的(de)(de)反應物(wu)；并通過追蹤反應產物(wu)在熱退火前(qian)后的(de)(de)晶體(ti)結構演變，探究(jiu)(jiu)(jiu)了鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦量(liang)子(zi)(zi)阱形(xing)成(cheng)過程(cheng)的(de)(de)具體(ti)路徑。這(zhe)一(yi)(yi)研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)成(cheng)果(guo)發表(biao)在材料(liao)(liao)領(ling)域國際頂(ding)尖(jian)期刊《先進材料(liao)(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論(lun)文第一(yi)(yi)作者(zhe)為霍夫(fu)曼先進材料(liao)(liao)研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)院(yuan)胡(hu)漢林副教授(shou)，深圳(zhen)職業技(ji)術學(xue)院(yuan)為論(lun)文第一(yi)(yi)完成(cheng)單位。

有(you)機(ji)(ji)(ji)-無機(ji)(ji)(ji)雜化(hua)(hua)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)太陽能電池(chi)，因其優異的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光電轉換效(xiao)率（經(jing)認證的(de)(de)(de)(de)(de)(de)單結小面積(ji)有(you)機(ji)(ji)(ji)-無機(ji)(ji)(ji)雜化(hua)(hua)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)太陽能電池(chi)效(xiao)率已達(da)25.5%）、較低的(de)(de)(de)(de)(de)(de)成本以(yi)及優良(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)力(li)學柔性等(deng)特點，在(zai)新能源(yuan)領域展現(xian)出了(le)巨大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)應用(yong)前景。而基于(yu)ABX3傳(chuan)統(tong)三維(wei)結構的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)材料由于(yu)自身的(de)(de)(de)(de)(de)(de)離子遷移，以(yi)及在(zai)外界光、熱、水(shui)等(deng)因素下很容(rong)易(yi)被破壞(huai)，面臨著長期穩定性差的(de)(de)(de)(de)(de)(de)問題，嚴重制約了(le)其實際應用(yong)。科學工作者創新地(di)通過(guo)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子阱(jing)修飾傳(chuan)統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)三維(wei)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)方法來制備具(ju)有(you)量(liang)子阱(jing)/三維(wei)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)復合結構的(de)(de)(de)(de)(de)(de)太陽能電池(chi)，使得所制備的(de)(de)(de)(de)(de)(de)器(qi)(qi)件具(ju)有(you)良(liang)好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐輻照、耐高溫(wen)和耐濕度特性。現(xian)有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)報(bao)道主要集中在(zai)器(qi)(qi)件的(de)(de)(de)(de)(de)(de)效(xiao)率和穩定性，但對于(yu)量(liang)子阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)成機(ji)(ji)(ji)理(li)卻鮮有(you)報(bao)道，尤其是對在(zai)不(bu)同條(tiao)件下的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)量(liang)子阱(jing)生長機(ji)(ji)(ji)理(li)并(bing)不(bu)清楚。

為此，我校(xiao)研究團隊采用高能(neng)(neng)同步輻(fu)射掠入射角X射線衍射實(shi)時表征了(le)(le)在三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)表面通(tong)過(guo)(guo)旋涂長鏈(lian)有(you)機(ji)(ji)銨鹽(yan)溶液法所制(zhi)備(bei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量子(zi)(zi)(zi)阱(jing)形成(cheng)(cheng)過(guo)(guo)程，在了(le)(le)解鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)生(sheng)長機(ji)(ji)理(li)(li)(li)的(de)(de)前(qian)提下，研究了(le)(le)不同反(fan)(fan)(fan)應條件(jian)(jian)對鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量子(zi)(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)相純度和取向有(you)序性(xing)產生(sheng)影響。該項成(cheng)(cheng)果從(cong)化學反(fan)(fan)(fan)應的(de)(de)機(ji)(ji)理(li)(li)(li)上(shang)確定了(le)(le)與(yu)長鏈(lian)分子(zi)(zi)(zi)反(fan)(fan)(fan)應的(de)(de)反(fan)(fan)(fan)應物(wu)，明確了(le)(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量子(zi)(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)形成(cheng)(cheng)機(ji)(ji)理(li)(li)(li)，探(tan)究了(le)(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量子(zi)(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)調(diao)控與(yu)器件(jian)(jian)效(xiao)(xiao)率以及穩(wen)定性(xing)的(de)(de)本質聯系，并指出了(le)(le)有(you)效(xiao)(xiao)的(de)(de)調(diao)控手段，建立了(le)(le)量子(zi)(zi)(zi)阱(jing)/三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復(fu)合(he)結(jie)構(gou)薄膜最(zui)基礎(chu)理(li)(li)(li)論(lun)(lun)依據。鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)優(you)越的(de)(de)材料(liao)性(xing)能(neng)(neng)預(yu)示(shi)著理(li)(li)(li)論(lun)(lun)上(shang)它具備(bei)打破現有(you)傳統(tong)(tong)光伏格局的(de)(de)能(neng)(neng)力，目(mu)前(qian)科(ke)研領域正(zheng)在關注單(dan)結(jie)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)電(dian)池(chi)的(de)(de)轉換(huan)效(xiao)(xiao)率、穩(wen)定性(xing)和降低鉛污染，有(you)初創企(qi)業推(tui)出的(de)(de)單(dan)結(jie)組件(jian)(jian)能(neng)(neng)量轉換(huan)效(xiao)(xiao)率已超(chao)過(guo)(guo)17%，接近多晶硅(gui)組件(jian)(jian)的(de)(de)轉換(huan)效(xiao)(xiao)率，并且理(li)(li)(li)論(lun)(lun)成(cheng)(cheng)本更低。本研究工(gong)作針對傳統(tong)(tong)三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)光伏器件(jian)(jian)穩(wen)定性(xing)差的(de)(de)特點，從(cong)成(cheng)(cheng)膜機(ji)(ji)理(li)(li)(li)上(shang)提出了(le)(le)量子(zi)(zi)(zi)阱(jing)/三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復(fu)合(he)結(jie)構(gou)的(de)(de)有(you)效(xiao)(xiao)調(diao)控手段，有(you)望從(cong)根(gen)本上(shang)提高器件(jian)(jian)的(de)(de)使用壽命，降低器件(jian)(jian)的(de)(de)制(zhi)備(bei)成(cheng)(cheng)本，為工(gong)業化生(sheng)高效(xiao)(xiao)穩(wen)定鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)太陽能(neng)(neng)電(dian)池(chi)提供了(le)(le)新的(de)(de)技(ji)術途徑(jing)。

Advanced Materials是(shi)材料學(xue)(xue)科世界頂尖期刊(kan)，在(zai)國(guo)際材料領域享譽盛(sheng)名(ming)，當(dang)前(qian)影響因(yin)子27.39。該研究(jiu)工作受到國(guo)家自然科學(xue)(xue)基金(jin)委、深圳(zhen)市科創(chuang)委以及深圳(zhen)職業技術學(xue)(xue)院(yuan)的資助。

（霍(huo)夫曼先進材料研究院）