近日，我校霍夫(fu)曼先(xian)進(jin)材料(liao)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)院(yuan)諾獎團隊在利用高能同步輻射(she)(she)對(dui)鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)阱的(de)(de)形(xing)成(cheng)(cheng)機理研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)領域取(qu)得重要進(jin)展(zhan)：研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)團隊采用高能掠入射(she)(she)角X射(she)(she)線衍射(she)(she)實時表(biao)征了在三維鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)表(biao)面通過(guo)旋涂長(chang)鏈(lian)有機銨(an)鹽溶(rong)液法(fa)所制備鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)阱形(xing)成(cheng)(cheng)過(guo)程(cheng)，明(ming)確了與長(chang)鏈(lian)有機銨(an)分(fen)子(zi)發(fa)生反(fan)應的(de)(de)反(fan)應物；并通過(guo)追蹤反(fan)應產物在熱退火(huo)前(qian)后的(de)(de)晶體(ti)結構演變，探究(jiu)(jiu)了鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)量(liang)(liang)(liang)子(zi)阱形(xing)成(cheng)(cheng)過(guo)程(cheng)的(de)(de)具體(ti)路(lu)徑(jing)。這一研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)成(cheng)(cheng)果發(fa)表(biao)在材料(liao)領域國(guo)際頂尖期(qi)刊(kan)《先(xian)進(jin)材料(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文第一作(zuo)者為霍夫(fu)曼先(xian)進(jin)材料(liao)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)院(yuan)胡漢林副教授，深圳職業(ye)技術學院(yuan)為論文第一完成(cheng)(cheng)單位。

有機-無機雜(za)化鈣(gai)鈦(tai)礦太陽(yang)能(neng)電池(chi)(chi)，因其(qi)優異的(de)(de)光電轉換效率（經認證(zheng)的(de)(de)單結小面積有機-無機雜(za)化鈣(gai)鈦(tai)礦太陽(yang)能(neng)電池(chi)(chi)效率已達25.5%）、較低的(de)(de)成本以(yi)及優良(liang)(liang)的(de)(de)力(li)學柔性等特點，在(zai)(zai)(zai)新(xin)能(neng)源領域展現出了(le)巨大的(de)(de)應用前景。而基于ABX3傳統(tong)三維結構的(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)礦材料(liao)由于自(zi)身的(de)(de)離子(zi)遷移，以(yi)及在(zai)(zai)(zai)外(wai)界光、熱、水(shui)等因素下(xia)很容易被破壞(huai)，面臨著(zhu)長期穩定(ding)(ding)性差的(de)(de)問題，嚴重制(zhi)約了(le)其(qi)實際應用。科學工作者創(chuang)新(xin)地通過鈣(gai)鈦(tai)礦量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)修飾(shi)傳統(tong)的(de)(de)三維鈣(gai)鈦(tai)礦方法(fa)來(lai)制(zhi)備具有量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)/三維鈣(gai)鈦(tai)礦復(fu)合(he)結構的(de)(de)太陽(yang)能(neng)電池(chi)(chi)，使得所制(zhi)備的(de)(de)器(qi)件(jian)具有良(liang)(liang)好的(de)(de)耐輻照、耐高溫和(he)耐濕(shi)度特性。現有的(de)(de)報道(dao)主要集中在(zai)(zai)(zai)器(qi)件(jian)的(de)(de)效率和(he)穩定(ding)(ding)性，但對于量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)的(de)(de)形成機理卻鮮有報道(dao)，尤其(qi)是(shi)對在(zai)(zai)(zai)不同(tong)條(tiao)件(jian)下(xia)的(de)(de)鈣(gai)鈦(tai)礦量(liang)(liang)子(zi)阱(jing)(jing)生長機理并不清楚。

為(wei)此，我校研究(jiu)(jiu)團隊采(cai)用高能(neng)同步輻射掠入射角X射線(xian)衍射實時表(biao)征了(le)在三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)表(biao)面通過旋涂長鏈有機(ji)(ji)銨鹽溶液法(fa)所制(zhi)備鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子阱(jing)形(xing)成過程(cheng)，在了(le)解鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)生長機(ji)(ji)理(li)(li)的(de)(de)(de)前(qian)提下，研究(jiu)(jiu)了(le)不同反(fan)應條件(jian)對鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子阱(jing)的(de)(de)(de)相純度和取向有序性(xing)(xing)產生影響。該項(xiang)成果(guo)從化學反(fan)應的(de)(de)(de)機(ji)(ji)理(li)(li)上(shang)確定了(le)與(yu)長鏈分(fen)子反(fan)應的(de)(de)(de)反(fan)應物(wu)，明確了(le)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子阱(jing)的(de)(de)(de)形(xing)成機(ji)(ji)理(li)(li)，探究(jiu)(jiu)了(le)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)(liang)子阱(jing)的(de)(de)(de)調控(kong)與(yu)器(qi)件(jian)效(xiao)(xiao)率以及穩(wen)定性(xing)(xing)的(de)(de)(de)本(ben)(ben)質聯系(xi)，并指出了(le)有效(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)調控(kong)手段，建立了(le)量(liang)(liang)子阱(jing)/三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復(fu)(fu)合結(jie)構(gou)薄膜最基(ji)礎理(li)(li)論(lun)依據。鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)優越(yue)的(de)(de)(de)材料性(xing)(xing)能(neng)預示著理(li)(li)論(lun)上(shang)它具備打破現有傳統光伏(fu)格局的(de)(de)(de)能(neng)力，目前(qian)科(ke)研領域正在關注單(dan)結(jie)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)電(dian)池(chi)的(de)(de)(de)轉換效(xiao)(xiao)率、穩(wen)定性(xing)(xing)和降(jiang)低鉛污染，有初創企(qi)業推出的(de)(de)(de)單(dan)結(jie)組件(jian)能(neng)量(liang)(liang)轉換效(xiao)(xiao)率已超過17%，接近(jin)多晶硅組件(jian)的(de)(de)(de)轉換效(xiao)(xiao)率，并且理(li)(li)論(lun)成本(ben)(ben)更低。本(ben)(ben)研究(jiu)(jiu)工作針(zhen)對傳統三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)光伏(fu)器(qi)件(jian)穩(wen)定性(xing)(xing)差的(de)(de)(de)特點，從成膜機(ji)(ji)理(li)(li)上(shang)提出了(le)量(liang)(liang)子阱(jing)/三(san)維(wei)鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復(fu)(fu)合結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)有效(xiao)(xiao)調控(kong)手段，有望從根本(ben)(ben)上(shang)提高器(qi)件(jian)的(de)(de)(de)使用壽命(ming)，降(jiang)低器(qi)件(jian)的(de)(de)(de)制(zhi)備成本(ben)(ben)，為(wei)工業化生高效(xiao)(xiao)穩(wen)定鈣(gai)(gai)(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)太陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)提供了(le)新的(de)(de)(de)技術途徑(jing)。

Advanced Materials是材料學(xue)科世界頂尖期刊，在國(guo)際(ji)材料領域(yu)享譽盛名，當前(qian)影響因(yin)子(zi)27.39。該研究工(gong)作受到國(guo)家自然科學(xue)基金委(wei)、深(shen)圳(zhen)市科創委(wei)以及深(shen)圳(zhen)職業技術學(xue)院的資助。

（霍夫曼先進材料研究院）