近日，我校霍夫曼先進(jin)(jin)材(cai)(cai)料研(yan)究(jiu)院諾獎(jiang)團隊在(zai)利用高(gao)能同步輻射(she)(she)對鈣鈦(tai)礦量子阱的(de)形成機理研(yan)究(jiu)領(ling)域(yu)取得重要進(jin)(jin)展：研(yan)究(jiu)團隊采用高(gao)能掠入射(she)(she)角(jiao)X射(she)(she)線衍射(she)(she)實時表征了(le)在(zai)三維鈣鈦(tai)礦表面(mian)通過(guo)旋(xuan)涂長鏈有機銨鹽溶液(ye)法所制備鈣鈦(tai)礦量子阱形成過(guo)程，明(ming)確了(le)與長鏈有機銨分(fen)子發生反(fan)應(ying)的(de)反(fan)應(ying)物(wu)；并通過(guo)追蹤(zong)反(fan)應(ying)產物(wu)在(zai)熱退火前(qian)后的(de)晶體結構演變，探究(jiu)了(le)鈣鈦(tai)礦量子阱形成過(guo)程的(de)具體路徑。這一研(yan)究(jiu)成果(guo)發表在(zai)材(cai)(cai)料領(ling)域(yu)國際頂(ding)尖期刊《先進(jin)(jin)材(cai)(cai)料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文(wen)第一作者為(wei)霍夫曼先進(jin)(jin)材(cai)(cai)料研(yan)究(jiu)院胡漢林副教授，深圳職業(ye)技術學院為(wei)論文(wen)第一完成單位(wei)。

有(you)機(ji)-無機(ji)雜化(hua)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)太(tai)陽能電池(chi)，因其(qi)優(you)(you)異的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光電轉換效(xiao)率(lv)（經認證的(de)(de)(de)(de)(de)(de)單結(jie)(jie)小面積有(you)機(ji)-無機(ji)雜化(hua)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)太(tai)陽能電池(chi)效(xiao)率(lv)已(yi)達25.5%）、較低的(de)(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)本以及優(you)(you)良(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)力學柔性(xing)等特(te)點(dian)，在(zai)新(xin)能源領域展現出了(le)巨大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)應用(yong)前(qian)景。而(er)基(ji)于(yu)ABX3傳(chuan)統(tong)三維結(jie)(jie)構的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)材料由于(yu)自身的(de)(de)(de)(de)(de)(de)離子(zi)(zi)遷移(yi)，以及在(zai)外界光、熱、水等因素下很容易(yi)被破壞(huai)，面臨(lin)著長(chang)期穩定性(xing)差的(de)(de)(de)(de)(de)(de)問題，嚴重(zhong)制(zhi)約了(le)其(qi)實(shi)際應用(yong)。科學工(gong)作者創(chuang)新(xin)地通過(guo)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱修飾(shi)傳(chuan)統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)三維鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)方法來制(zhi)備具有(you)量(liang)子(zi)(zi)阱/三維鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)復合結(jie)(jie)構的(de)(de)(de)(de)(de)(de)太(tai)陽能電池(chi)，使(shi)得所制(zhi)備的(de)(de)(de)(de)(de)(de)器件具有(you)良(liang)好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)輻照、耐(nai)高(gao)溫和耐(nai)濕(shi)度特(te)性(xing)。現有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)報道主(zhu)要集中在(zai)器件的(de)(de)(de)(de)(de)(de)效(xiao)率(lv)和穩定性(xing)，但對(dui)于(yu)量(liang)子(zi)(zi)阱的(de)(de)(de)(de)(de)(de)形成(cheng)機(ji)理卻鮮有(you)報道，尤其(qi)是對(dui)在(zai)不同條件下的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)(zi)阱生長(chang)機(ji)理并不清楚。

為此，我校(xiao)研究(jiu)團隊采(cai)用高能(neng)(neng)(neng)同(tong)步(bu)輻(fu)射(she)掠入射(she)角X射(she)線衍射(she)實時(shi)表征了(le)(le)在三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)表面通(tong)過旋涂(tu)長鏈(lian)有機(ji)銨鹽溶(rong)液法所(suo)制備(bei)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)(jing)(jing)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)過程，在了(le)(le)解鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)生(sheng)(sheng)長機(ji)理的(de)(de)(de)前(qian)提(ti)(ti)下(xia)，研究(jiu)了(le)(le)不同(tong)反(fan)應條件(jian)對(dui)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)相純度(du)和取向有序性(xing)(xing)產生(sheng)(sheng)影響。該項成(cheng)(cheng)果(guo)從化學反(fan)應的(de)(de)(de)機(ji)理上確定(ding)了(le)(le)與(yu)長鏈(lian)分子(zi)反(fan)應的(de)(de)(de)反(fan)應物，明確了(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)機(ji)理，探究(jiu)了(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)調控(kong)與(yu)器(qi)件(jian)效(xiao)(xiao)率以及穩(wen)(wen)定(ding)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)本(ben)質聯(lian)系(xi)，并指出了(le)(le)有效(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)調控(kong)手段，建立(li)了(le)(le)量(liang)(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)(jing)(jing)/三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)復(fu)合結(jie)(jie)構(gou)薄膜最基礎理論依據。鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)優(you)越的(de)(de)(de)材料性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)預(yu)示著(zhu)理論上它具備(bei)打破現有傳統光伏格局(ju)的(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)力，目前(qian)科研領域正在關(guan)注單結(jie)(jie)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)電池的(de)(de)(de)轉換效(xiao)(xiao)率、穩(wen)(wen)定(ding)性(xing)(xing)和降低(di)(di)鉛污染，有初創企業推出的(de)(de)(de)單結(jie)(jie)組件(jian)能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)轉換效(xiao)(xiao)率已超過17%，接(jie)近多(duo)晶硅組件(jian)的(de)(de)(de)轉換效(xiao)(xiao)率，并且理論成(cheng)(cheng)本(ben)更低(di)(di)。本(ben)研究(jiu)工作針對(dui)傳統三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)光伏器(qi)件(jian)穩(wen)(wen)定(ding)性(xing)(xing)差(cha)的(de)(de)(de)特點，從成(cheng)(cheng)膜機(ji)理上提(ti)(ti)出了(le)(le)量(liang)(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)(jing)(jing)/三(san)維鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)復(fu)合結(jie)(jie)構(gou)的(de)(de)(de)有效(xiao)(xiao)調控(kong)手段，有望從根本(ben)上提(ti)(ti)高器(qi)件(jian)的(de)(de)(de)使用壽命，降低(di)(di)器(qi)件(jian)的(de)(de)(de)制備(bei)成(cheng)(cheng)本(ben)，為工業化生(sheng)(sheng)高效(xiao)(xiao)穩(wen)(wen)定(ding)鈣(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)礦(kuang)太陽能(neng)(neng)(neng)電池提(ti)(ti)供(gong)了(le)(le)新的(de)(de)(de)技(ji)術途徑。

Advanced Materials是材料學(xue)科(ke)世界頂尖期刊(kan)，在國(guo)際材料領域享譽盛名，當(dang)前影響因子27.39。該研究工(gong)作受到國(guo)家(jia)自然科(ke)學(xue)基金委、深圳市科(ke)創(chuang)委以及深圳職(zhi)業技術學(xue)院的資(zi)助。

（霍夫曼(man)先進(jin)材料研究院）