近日，我校霍夫(fu)曼先進材料研(yan)究(jiu)院諾獎團隊在(zai)(zai)(zai)利用(yong)高能(neng)同步輻(fu)射(she)(she)對鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)的形(xing)成(cheng)機(ji)理(li)研(yan)究(jiu)領(ling)域取得重(zhong)要進展：研(yan)究(jiu)團隊采用(yong)高能(neng)掠入射(she)(she)角(jiao)X射(she)(she)線衍射(she)(she)實時表征了在(zai)(zai)(zai)三維鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)表面通(tong)過旋涂長(chang)鏈有機(ji)銨鹽溶液法(fa)所制備鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)形(xing)成(cheng)過程，明確了與(yu)長(chang)鏈有機(ji)銨分子(zi)發生反應(ying)的反應(ying)物(wu)；并通(tong)過追蹤反應(ying)產物(wu)在(zai)(zai)(zai)熱退火前后的晶體(ti)結構演(yan)變，探(tan)究(jiu)了鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)形(xing)成(cheng)過程的具體(ti)路徑。這一研(yan)究(jiu)成(cheng)果(guo)發表在(zai)(zai)(zai)材料領(ling)域國際頂尖期刊《先進材料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論(lun)文第一作者為(wei)霍夫(fu)曼先進材料研(yan)究(jiu)院胡漢林副(fu)教授，深(shen)圳職業技術學院為(wei)論(lun)文第一完成(cheng)單(dan)位。

有(you)機-無(wu)機雜(za)化鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)太(tai)陽能電池，因(yin)其(qi)優(you)異的(de)光(guang)電轉換效(xiao)率（經認(ren)證(zheng)的(de)單結(jie)小面積(ji)有(you)機-無(wu)機雜(za)化鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)太(tai)陽能電池效(xiao)率已達(da)25.5%）、較低的(de)成(cheng)本以及優(you)良的(de)力(li)學(xue)(xue)柔(rou)性等(deng)特點，在新(xin)能源領域(yu)展現出了(le)巨(ju)大的(de)應用前景。而基(ji)于ABX3傳統(tong)三(san)維結(jie)構(gou)的(de)鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)材料由(you)于自身的(de)離子(zi)遷(qian)移(yi)，以及在外界光(guang)、熱、水等(deng)因(yin)素下(xia)很(hen)容易被破壞(huai)，面臨著長(chang)期(qi)穩定性差的(de)問題，嚴重(zhong)制約了(le)其(qi)實際(ji)應用。科(ke)學(xue)(xue)工作者創新(xin)地(di)通過鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)量(liang)子(zi)阱修飾傳統(tong)的(de)三(san)維鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)方(fang)法來制備具(ju)有(you)量(liang)子(zi)阱/三(san)維鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)復合結(jie)構(gou)的(de)太(tai)陽能電池，使得所制備的(de)器件具(ju)有(you)良好的(de)耐輻照(zhao)、耐高溫和耐濕度(du)特性。現有(you)的(de)報道主要(yao)集中(zhong)在器件的(de)效(xiao)率和穩定性，但對(dui)于量(liang)子(zi)阱的(de)形成(cheng)機理(li)卻鮮有(you)報道，尤其(qi)是(shi)對(dui)在不同條(tiao)件下(xia)的(de)鈣(gai)(gai)鈦礦(kuang)量(liang)子(zi)阱生長(chang)機理(li)并不清楚。

為(wei)此，我校研究團隊采用高(gao)(gao)能同步輻射(she)掠(lve)入射(she)角X射(she)線衍射(she)實時表征了(le)在三(san)(san)維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)表面(mian)通過旋(xuan)涂長鏈(lian)有(you)機銨鹽溶液(ye)法(fa)所(suo)制(zhi)(zhi)備(bei)(bei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子阱形成過程，在了(le)解鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)生長機理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)前提(ti)(ti)下(xia)，研究了(le)不(bu)同反(fan)(fan)應條件(jian)(jian)(jian)對(dui)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子阱的(de)(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)純度和(he)取向有(you)序(xu)性產生影響(xiang)。該(gai)項成果從(cong)化(hua)學反(fan)(fan)應的(de)(de)(de)(de)(de)(de)機理(li)(li)(li)上(shang)確(que)定(ding)了(le)與長鏈(lian)分(fen)子反(fan)(fan)應的(de)(de)(de)(de)(de)(de)反(fan)(fan)應物(wu)，明確(que)了(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子阱的(de)(de)(de)(de)(de)(de)形成機理(li)(li)(li)，探究了(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子阱的(de)(de)(de)(de)(de)(de)調控(kong)與器(qi)件(jian)(jian)(jian)效(xiao)率以及穩定(ding)性的(de)(de)(de)(de)(de)(de)本(ben)質聯系，并指出(chu)了(le)有(you)效(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)調控(kong)手段，建立了(le)量(liang)子阱/三(san)(san)維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復合(he)結(jie)構薄膜最基礎理(li)(li)(li)論依據。鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)優越的(de)(de)(de)(de)(de)(de)材料性能預示著理(li)(li)(li)論上(shang)它具備(bei)(bei)打破現有(you)傳(chuan)統光(guang)伏格局的(de)(de)(de)(de)(de)(de)能力，目前科研領域正在關(guan)注單(dan)結(jie)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)電池的(de)(de)(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)換效(xiao)率、穩定(ding)性和(he)降(jiang)低(di)鉛污(wu)染(ran)，有(you)初創企業推出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)單(dan)結(jie)組件(jian)(jian)(jian)能量(liang)轉(zhuan)(zhuan)換效(xiao)率已超過17%，接近多晶硅組件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)換效(xiao)率，并且理(li)(li)(li)論成本(ben)更低(di)。本(ben)研究工作針對(dui)傳(chuan)統三(san)(san)維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)光(guang)伏器(qi)件(jian)(jian)(jian)穩定(ding)性差的(de)(de)(de)(de)(de)(de)特(te)點，從(cong)成膜機理(li)(li)(li)上(shang)提(ti)(ti)出(chu)了(le)量(liang)子阱/三(san)(san)維鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復合(he)結(jie)構的(de)(de)(de)(de)(de)(de)有(you)效(xiao)調控(kong)手段，有(you)望從(cong)根(gen)本(ben)上(shang)提(ti)(ti)高(gao)(gao)器(qi)件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)使用壽命，降(jiang)低(di)器(qi)件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)制(zhi)(zhi)備(bei)(bei)成本(ben)，為(wei)工業化(hua)生高(gao)(gao)效(xiao)穩定(ding)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)太陽能電池提(ti)(ti)供了(le)新的(de)(de)(de)(de)(de)(de)技術途徑。

Advanced Materials是材料學科(ke)世界頂尖期刊，在國際材料領域享(xiang)譽盛(sheng)名，當前影響(xiang)因子27.39。該研(yan)究工作受到國家自然科(ke)學基金(jin)委、深圳(zhen)市科(ke)創委以(yi)及深圳(zhen)職業技術(shu)學院的(de)資助。

（霍夫(fu)曼先進材料研(yan)究(jiu)院）