近(jin)日，我校霍夫(fu)曼先(xian)進(jin)(jin)材(cai)料(liao)研(yan)究(jiu)(jiu)院諾獎團隊在(zai)利(li)用高(gao)(gao)能(neng)同步輻射(she)對(dui)鈣鈦礦量子阱的(de)形成(cheng)(cheng)機理研(yan)究(jiu)(jiu)領域(yu)取得重要進(jin)(jin)展：研(yan)究(jiu)(jiu)團隊采用高(gao)(gao)能(neng)掠入射(she)角X射(she)線衍射(she)實時表(biao)征(zheng)了(le)在(zai)三維鈣鈦礦表(biao)面通(tong)過(guo)旋(xuan)涂長(chang)鏈(lian)有機銨(an)鹽溶液(ye)法所制備鈣鈦礦量子阱形成(cheng)(cheng)過(guo)程，明(ming)確了(le)與長(chang)鏈(lian)有機銨(an)分子發(fa)生反(fan)(fan)應(ying)(ying)的(de)反(fan)(fan)應(ying)(ying)物(wu)；并(bing)通(tong)過(guo)追蹤反(fan)(fan)應(ying)(ying)產物(wu)在(zai)熱(re)退火前后(hou)的(de)晶體結構演變(bian)，探究(jiu)(jiu)了(le)鈣鈦礦量子阱形成(cheng)(cheng)過(guo)程的(de)具體路徑。這一研(yan)究(jiu)(jiu)成(cheng)(cheng)果(guo)發(fa)表(biao)在(zai)材(cai)料(liao)領域(yu)國際頂尖期刊《先(xian)進(jin)(jin)材(cai)料(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上(shang)，論文第(di)(di)一作者為(wei)霍夫(fu)曼先(xian)進(jin)(jin)材(cai)料(liao)研(yan)究(jiu)(jiu)院胡(hu)漢林副教(jiao)授，深(shen)圳職(zhi)業技(ji)術(shu)學院為(wei)論文第(di)(di)一完(wan)成(cheng)(cheng)單位。

有(you)機(ji)(ji)-無機(ji)(ji)雜化鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)太(tai)陽能(neng)(neng)(neng)電(dian)(dian)池，因其(qi)優異(yi)的(de)(de)(de)光(guang)電(dian)(dian)轉換效率(lv)（經認(ren)證(zheng)的(de)(de)(de)單(dan)結(jie)(jie)(jie)小面(mian)(mian)積有(you)機(ji)(ji)-無機(ji)(ji)雜化鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)太(tai)陽能(neng)(neng)(neng)電(dian)(dian)池效率(lv)已達25.5%）、較低的(de)(de)(de)成本以(yi)及優良的(de)(de)(de)力學(xue)柔性(xing)(xing)等特點，在新(xin)能(neng)(neng)(neng)源領域展(zhan)現(xian)出了(le)巨大的(de)(de)(de)應用前景(jing)。而基于ABX3傳(chuan)統三(san)維(wei)結(jie)(jie)(jie)構(gou)的(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)材料(liao)由于自(zi)身的(de)(de)(de)離子(zi)(zi)(zi)遷移，以(yi)及在外界光(guang)、熱、水等因素下(xia)很容(rong)易被(bei)破壞，面(mian)(mian)臨著長(chang)期穩定性(xing)(xing)差(cha)的(de)(de)(de)問題(ti)，嚴重制(zhi)約了(le)其(qi)實際應用。科學(xue)工作者創(chuang)新(xin)地通過(guo)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)修飾(shi)傳(chuan)統的(de)(de)(de)三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)方法來制(zhi)備具有(you)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)/三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復合(he)結(jie)(jie)(jie)構(gou)的(de)(de)(de)太(tai)陽能(neng)(neng)(neng)電(dian)(dian)池，使得(de)所制(zhi)備的(de)(de)(de)器件(jian)具有(you)良好的(de)(de)(de)耐輻照、耐高溫和耐濕(shi)度特性(xing)(xing)。現(xian)有(you)的(de)(de)(de)報道主要集中在器件(jian)的(de)(de)(de)效率(lv)和穩定性(xing)(xing)，但對于量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)形成機(ji)(ji)理卻鮮有(you)報道，尤其(qi)是對在不(bu)同條件(jian)下(xia)的(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)阱(jing)生長(chang)機(ji)(ji)理并不(bu)清楚(chu)。

為(wei)此，我(wo)校研(yan)究團隊采(cai)用高能同(tong)步(bu)輻射(she)掠入射(she)角(jiao)X射(she)線衍射(she)實時表(biao)征了(le)在(zai)三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)表(biao)面通(tong)過(guo)旋涂長(chang)鏈有(you)機銨鹽溶液法所(suo)制備鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)形成過(guo)程(cheng)，在(zai)了(le)解鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)生長(chang)機理的(de)(de)(de)前提(ti)下，研(yan)究了(le)不同(tong)反應(ying)條件(jian)對(dui)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)相純度和(he)(he)取向有(you)序性(xing)產生影響。該(gai)項成果從化學反應(ying)的(de)(de)(de)機理上(shang)(shang)確定了(le)與長(chang)鏈分(fen)子(zi)(zi)反應(ying)的(de)(de)(de)反應(ying)物，明(ming)確了(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)形成機理，探究了(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)調控(kong)(kong)與器件(jian)效(xiao)率(lv)(lv)以(yi)及穩定性(xing)的(de)(de)(de)本質(zhi)聯系(xi)，并(bing)指出了(le)有(you)效(xiao)的(de)(de)(de)調控(kong)(kong)手段，建(jian)立了(le)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)/三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復(fu)合結(jie)構薄膜最基礎理論(lun)依據。鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)優越的(de)(de)(de)材料(liao)性(xing)能預示著理論(lun)上(shang)(shang)它(ta)具備打破現有(you)傳統(tong)光(guang)伏格局的(de)(de)(de)能力，目前科研(yan)領域正在(zai)關注(zhu)單結(jie)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)電池的(de)(de)(de)轉換(huan)效(xiao)率(lv)(lv)、穩定性(xing)和(he)(he)降(jiang)低(di)(di)鉛污染，有(you)初創企業推(tui)出的(de)(de)(de)單結(jie)組(zu)件(jian)能量(liang)(liang)(liang)轉換(huan)效(xiao)率(lv)(lv)已超過(guo)17%，接近多晶硅組(zu)件(jian)的(de)(de)(de)轉換(huan)效(xiao)率(lv)(lv)，并(bing)且理論(lun)成本更(geng)低(di)(di)。本研(yan)究工(gong)(gong)作(zuo)針對(dui)傳統(tong)三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)光(guang)伏器件(jian)穩定性(xing)差(cha)的(de)(de)(de)特(te)點，從成膜機理上(shang)(shang)提(ti)出了(le)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)阱(jing)/三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復(fu)合結(jie)構的(de)(de)(de)有(you)效(xiao)調控(kong)(kong)手段，有(you)望從根本上(shang)(shang)提(ti)高器件(jian)的(de)(de)(de)使用壽命，降(jiang)低(di)(di)器件(jian)的(de)(de)(de)制備成本，為(wei)工(gong)(gong)業化生高效(xiao)穩定鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)太陽能電池提(ti)供了(le)新的(de)(de)(de)技術途徑(jing)。

Advanced Materials是材料(liao)學科世界(jie)頂尖期刊，在國際(ji)材料(liao)領域享譽(yu)盛名，當前(qian)影(ying)響因子27.39。該研(yan)究工作受到國家(jia)自然(ran)科學基(ji)金委、深(shen)圳市科創委以及深(shen)圳職業技術學院的(de)資助。

（霍夫(fu)曼先(xian)進(jin)材料研究院）