近日(ri)，我校霍夫曼先(xian)進(jin)材(cai)料研究(jiu)(jiu)院(yuan)(yuan)諾獎團(tuan)隊在(zai)利用高能同步輻射對(dui)鈣鈦礦量子(zi)阱(jing)的形(xing)成(cheng)機(ji)(ji)理研究(jiu)(jiu)領(ling)域(yu)取得重(zhong)要進(jin)展：研究(jiu)(jiu)團(tuan)隊采用高能掠入(ru)射角X射線衍射實(shi)時(shi)表(biao)征了在(zai)三維(wei)鈣鈦礦表(biao)面通過(guo)旋(xuan)涂長鏈有機(ji)(ji)銨(an)鹽溶液(ye)法(fa)所制備鈣鈦礦量子(zi)阱(jing)形(xing)成(cheng)過(guo)程，明確了與長鏈有機(ji)(ji)銨(an)分子(zi)發生反應(ying)的反應(ying)物；并(bing)通過(guo)追蹤反應(ying)產物在(zai)熱(re)退火前后(hou)的晶體結構演變，探究(jiu)(jiu)了鈣鈦礦量子(zi)阱(jing)形(xing)成(cheng)過(guo)程的具體路徑(jing)。這一研究(jiu)(jiu)成(cheng)果發表(biao)在(zai)材(cai)料領(ling)域(yu)國際頂尖期刊《先(xian)進(jin)材(cai)料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上，論文第一作者為(wei)霍夫曼先(xian)進(jin)材(cai)料研究(jiu)(jiu)院(yuan)(yuan)胡(hu)漢林(lin)副(fu)教(jiao)授，深圳(zhen)職業技術(shu)學院(yuan)(yuan)為(wei)論文第一完成(cheng)單位(wei)。

有(you)機(ji)-無機(ji)雜(za)(za)化(hua)(hua)鈣鈦(tai)礦太陽(yang)能(neng)(neng)電池，因其優異的(de)(de)(de)(de)光電轉(zhuan)換效率（經認證的(de)(de)(de)(de)單結小(xiao)面(mian)(mian)積有(you)機(ji)-無機(ji)雜(za)(za)化(hua)(hua)鈣鈦(tai)礦太陽(yang)能(neng)(neng)電池效率已達25.5%）、較低的(de)(de)(de)(de)成(cheng)本以(yi)及(ji)優良的(de)(de)(de)(de)力學柔性(xing)(xing)等特點，在新能(neng)(neng)源領(ling)域展現(xian)出了巨大的(de)(de)(de)(de)應(ying)用前景(jing)。而基于ABX3傳統(tong)三(san)維(wei)結構的(de)(de)(de)(de)鈣鈦(tai)礦材(cai)料(liao)由于自身(shen)的(de)(de)(de)(de)離子遷(qian)移，以(yi)及(ji)在外界光、熱(re)、水等因素下(xia)很(hen)容(rong)易被(bei)破壞，面(mian)(mian)臨著(zhu)長期穩定(ding)性(xing)(xing)差的(de)(de)(de)(de)問題，嚴重制約了其實際應(ying)用。科(ke)學工作者創新地通過(guo)鈣鈦(tai)礦量子阱修飾傳統(tong)的(de)(de)(de)(de)三(san)維(wei)鈣鈦(tai)礦方法來制備具(ju)有(you)量子阱/三(san)維(wei)鈣鈦(tai)礦復合結構的(de)(de)(de)(de)太陽(yang)能(neng)(neng)電池，使得(de)所制備的(de)(de)(de)(de)器件(jian)具(ju)有(you)良好的(de)(de)(de)(de)耐輻(fu)照、耐高溫和耐濕度特性(xing)(xing)。現(xian)有(you)的(de)(de)(de)(de)報(bao)道主要集中在器件(jian)的(de)(de)(de)(de)效率和穩定(ding)性(xing)(xing)，但對于量子阱的(de)(de)(de)(de)形(xing)成(cheng)機(ji)理卻(que)鮮有(you)報(bao)道，尤其是對在不同(tong)條件(jian)下(xia)的(de)(de)(de)(de)鈣鈦(tai)礦量子阱生長機(ji)理并不清(qing)楚。

為此，我校研究(jiu)團隊采用高(gao)能(neng)(neng)(neng)同步(bu)輻射掠(lve)入射角X射線衍射實(shi)時表(biao)征了(le)(le)在三(san)維(wei)鈣鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)表(biao)面(mian)通過(guo)旋涂長(chang)鏈有(you)(you)(you)機(ji)(ji)銨鹽溶液法所(suo)制備鈣鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子阱(jing)形成(cheng)過(guo)程，在了(le)(le)解鈣鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)生(sheng)(sheng)長(chang)機(ji)(ji)理(li)(li)的前(qian)提下，研究(jiu)了(le)(le)不(bu)同反(fan)應(ying)條件(jian)對鈣鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子阱(jing)的相純度和取向有(you)(you)(you)序性(xing)產生(sheng)(sheng)影響。該項成(cheng)果(guo)從(cong)化學反(fan)應(ying)的機(ji)(ji)理(li)(li)上(shang)確定了(le)(le)與(yu)長(chang)鏈分子反(fan)應(ying)的反(fan)應(ying)物，明確了(le)(le)鈣鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子阱(jing)的形成(cheng)機(ji)(ji)理(li)(li)，探究(jiu)了(le)(le)鈣鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子阱(jing)的調(diao)控與(yu)器(qi)件(jian)效率以(yi)及穩(wen)定性(xing)的本(ben)(ben)質(zhi)聯系，并指出了(le)(le)有(you)(you)(you)效的調(diao)控手段，建立了(le)(le)量(liang)子阱(jing)/三(san)維(wei)鈣鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復(fu)合結構薄膜(mo)最基(ji)礎理(li)(li)論(lun)依據。鈣鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)優(you)越的材(cai)料性(xing)能(neng)(neng)(neng)預示著理(li)(li)論(lun)上(shang)它(ta)具備打破現有(you)(you)(you)傳統(tong)光伏格局的能(neng)(neng)(neng)力，目前(qian)科研領域正在關注單結鈣鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)電(dian)池(chi)的轉(zhuan)換(huan)(huan)效率、穩(wen)定性(xing)和降低鉛污染，有(you)(you)(you)初創企業推出的單結組(zu)件(jian)能(neng)(neng)(neng)量(liang)轉(zhuan)換(huan)(huan)效率已超過(guo)17%，接近(jin)多晶硅組(zu)件(jian)的轉(zhuan)換(huan)(huan)效率，并且理(li)(li)論(lun)成(cheng)本(ben)(ben)更低。本(ben)(ben)研究(jiu)工(gong)作針對傳統(tong)三(san)維(wei)鈣鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)光伏器(qi)件(jian)穩(wen)定性(xing)差的特點，從(cong)成(cheng)膜(mo)機(ji)(ji)理(li)(li)上(shang)提出了(le)(le)量(liang)子阱(jing)/三(san)維(wei)鈣鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復(fu)合結構的有(you)(you)(you)效調(diao)控手段，有(you)(you)(you)望從(cong)根本(ben)(ben)上(shang)提高(gao)器(qi)件(jian)的使用壽命(ming)，降低器(qi)件(jian)的制備成(cheng)本(ben)(ben)，為工(gong)業化生(sheng)(sheng)高(gao)效穩(wen)定鈣鈦(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)太陽能(neng)(neng)(neng)電(dian)池(chi)提供了(le)(le)新(xin)的技術途徑。

Advanced Materials是材料學(xue)(xue)科世界頂尖期刊，在國(guo)際材料領(ling)域享譽盛(sheng)名，當前影響因子27.39。該研究工(gong)作受到國(guo)家自然科學(xue)(xue)基金委、深圳市科創委以及(ji)深圳職業技(ji)術學(xue)(xue)院的(de)資(zi)助。

（霍夫曼先(xian)進材料研究院）