近日(ri)，我校霍夫(fu)曼(man)先(xian)(xian)進(jin)材(cai)料(liao)研究(jiu)院諾獎團隊(dui)在利用高(gao)(gao)能同步輻射(she)對鈣鈦(tai)(tai)礦量(liang)子(zi)阱(jing)(jing)的(de)形成(cheng)(cheng)(cheng)機(ji)理研究(jiu)領域(yu)取得(de)重要(yao)進(jin)展：研究(jiu)團隊(dui)采(cai)用高(gao)(gao)能掠(lve)入(ru)射(she)角X射(she)線衍射(she)實(shi)時表(biao)征(zheng)了(le)在三維(wei)鈣鈦(tai)(tai)礦表(biao)面通過旋涂長鏈有(you)機(ji)銨鹽溶液法所(suo)制備鈣鈦(tai)(tai)礦量(liang)子(zi)阱(jing)(jing)形成(cheng)(cheng)(cheng)過程(cheng)，明確(que)了(le)與(yu)長鏈有(you)機(ji)銨分(fen)子(zi)發(fa)生(sheng)反應的(de)反應物；并通過追(zhui)蹤(zong)反應產物在熱(re)退(tui)火前后的(de)晶體結構演變，探究(jiu)了(le)鈣鈦(tai)(tai)礦量(liang)子(zi)阱(jing)(jing)形成(cheng)(cheng)(cheng)過程(cheng)的(de)具體路徑。這一研究(jiu)成(cheng)(cheng)(cheng)果(guo)發(fa)表(biao)在材(cai)料(liao)領域(yu)國際頂尖期刊《先(xian)(xian)進(jin)材(cai)料(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上(shang)，論文第(di)一作者為霍夫(fu)曼(man)先(xian)(xian)進(jin)材(cai)料(liao)研究(jiu)院胡漢林副(fu)教授，深圳職業技術學(xue)院為論文第(di)一完(wan)成(cheng)(cheng)(cheng)單位。

有(you)機(ji)(ji)(ji)-無機(ji)(ji)(ji)雜(za)化鈣鈦礦(kuang)(kuang)太(tai)(tai)陽能電池(chi)，因(yin)其優(you)(you)異的(de)(de)光電轉換效率(lv)（經認證的(de)(de)單結小(xiao)面積(ji)有(you)機(ji)(ji)(ji)-無機(ji)(ji)(ji)雜(za)化鈣鈦礦(kuang)(kuang)太(tai)(tai)陽能電池(chi)效率(lv)已達25.5%）、較(jiao)低的(de)(de)成(cheng)(cheng)本以及(ji)優(you)(you)良(liang)的(de)(de)力學(xue)柔性(xing)等特點(dian)，在新(xin)(xin)能源領域展現出了巨大(da)的(de)(de)應(ying)用前景。而(er)基于ABX3傳(chuan)統三(san)維結構(gou)的(de)(de)鈣鈦礦(kuang)(kuang)材料由于自身的(de)(de)離(li)子(zi)(zi)遷移，以及(ji)在外界光、熱、水(shui)等因(yin)素下很容易被破壞，面臨(lin)著長(chang)期穩定性(xing)差的(de)(de)問題(ti)，嚴重制約了其實際應(ying)用。科(ke)學(xue)工作者創新(xin)(xin)地通過鈣鈦礦(kuang)(kuang)量子(zi)(zi)阱(jing)修飾傳(chuan)統的(de)(de)三(san)維鈣鈦礦(kuang)(kuang)方法(fa)來制備(bei)具(ju)有(you)量子(zi)(zi)阱(jing)/三(san)維鈣鈦礦(kuang)(kuang)復(fu)合結構(gou)的(de)(de)太(tai)(tai)陽能電池(chi)，使得所(suo)制備(bei)的(de)(de)器(qi)件具(ju)有(you)良(liang)好的(de)(de)耐(nai)輻照(zhao)、耐(nai)高溫和耐(nai)濕度特性(xing)。現有(you)的(de)(de)報道主要集中在器(qi)件的(de)(de)效率(lv)和穩定性(xing)，但(dan)對于量子(zi)(zi)阱(jing)的(de)(de)形成(cheng)(cheng)機(ji)(ji)(ji)理卻鮮(xian)有(you)報道，尤(you)其是對在不同條件下的(de)(de)鈣鈦礦(kuang)(kuang)量子(zi)(zi)阱(jing)生(sheng)長(chang)機(ji)(ji)(ji)理并不清楚。

為此，我(wo)校研究(jiu)團隊采(cai)用高(gao)(gao)能(neng)(neng)同步(bu)輻射(she)(she)(she)掠(lve)入射(she)(she)(she)角X射(she)(she)(she)線衍(yan)射(she)(she)(she)實時(shi)表征了(le)(le)在(zai)三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)表面通過(guo)(guo)旋涂(tu)長(chang)鏈有(you)(you)機(ji)銨鹽(yan)溶(rong)液法所制備鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)形(xing)成(cheng)過(guo)(guo)程(cheng)，在(zai)了(le)(le)解鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)生(sheng)長(chang)機(ji)理(li)的(de)(de)(de)(de)前(qian)提下，研究(jiu)了(le)(le)不(bu)同反應(ying)條件(jian)(jian)對鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)相(xiang)純(chun)度和取(qu)向有(you)(you)序性產(chan)生(sheng)影響。該項(xiang)成(cheng)果(guo)從化(hua)學(xue)反應(ying)的(de)(de)(de)(de)機(ji)理(li)上確(que)定(ding)了(le)(le)與長(chang)鏈分子(zi)反應(ying)的(de)(de)(de)(de)反應(ying)物，明確(que)了(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)形(xing)成(cheng)機(ji)理(li)，探究(jiu)了(le)(le)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)調(diao)(diao)控(kong)與器(qi)(qi)件(jian)(jian)效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)以(yi)及穩定(ding)性的(de)(de)(de)(de)本質聯(lian)系(xi)，并(bing)指(zhi)出了(le)(le)有(you)(you)效(xiao)(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)(de)調(diao)(diao)控(kong)手段(duan)，建(jian)立了(le)(le)量(liang)(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)/三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復合結(jie)構薄膜(mo)最基礎理(li)論(lun)依據。鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)優越的(de)(de)(de)(de)材(cai)料(liao)性能(neng)(neng)預示著理(li)論(lun)上它具備打破現(xian)有(you)(you)傳統光(guang)伏(fu)格局(ju)的(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)力，目(mu)前(qian)科研領域正(zheng)在(zai)關(guan)注單結(jie)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)電池的(de)(de)(de)(de)轉換效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)、穩定(ding)性和降低鉛污染(ran)，有(you)(you)初創企業推出的(de)(de)(de)(de)單結(jie)組件(jian)(jian)能(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)轉換效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)已超過(guo)(guo)17%，接(jie)近多晶(jing)硅組件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)轉換效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)，并(bing)且(qie)理(li)論(lun)成(cheng)本更低。本研究(jiu)工作針對傳統三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)光(guang)伏(fu)器(qi)(qi)件(jian)(jian)穩定(ding)性差的(de)(de)(de)(de)特點，從成(cheng)膜(mo)機(ji)理(li)上提出了(le)(le)量(liang)(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)/三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復合結(jie)構的(de)(de)(de)(de)有(you)(you)效(xiao)(xiao)(xiao)調(diao)(diao)控(kong)手段(duan)，有(you)(you)望從根本上提高(gao)(gao)器(qi)(qi)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)使用壽命，降低器(qi)(qi)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)制備成(cheng)本，為工業化(hua)生(sheng)高(gao)(gao)效(xiao)(xiao)(xiao)穩定(ding)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)太陽能(neng)(neng)電池提供了(le)(le)新(xin)的(de)(de)(de)(de)技術途(tu)徑。

Advanced Materials是(shi)材(cai)料(liao)學科(ke)世(shi)界(jie)頂尖期刊，在國際(ji)材(cai)料(liao)領域享譽盛名，當前影響(xiang)因子27.39。該研究工作受到國家(jia)自然科(ke)學基(ji)金(jin)委、深(shen)圳市(shi)科(ke)創委以及深(shen)圳職(zhi)業技(ji)術學院的資助。

（霍(huo)夫曼(man)先(xian)進材料研究院）