近日，我校霍夫曼先進(jin)材料研究(jiu)院諾獎團(tuan)隊在利用高(gao)能同(tong)步(bu)輻(fu)射(she)對鈣鈦礦量(liang)子(zi)阱的(de)形(xing)成(cheng)(cheng)機理研究(jiu)領域取得(de)重要進(jin)展：研究(jiu)團(tuan)隊采用高(gao)能掠入(ru)射(she)角X射(she)線衍射(she)實時表(biao)征了在三維鈣鈦礦表(biao)面(mian)通過(guo)旋涂長鏈有(you)機銨鹽溶液法所制備(bei)鈣鈦礦量(liang)子(zi)阱形(xing)成(cheng)(cheng)過(guo)程，明確(que)了與長鏈有(you)機銨分(fen)子(zi)發(fa)生(sheng)反(fan)應(ying)(ying)的(de)反(fan)應(ying)(ying)物(wu)；并(bing)通過(guo)追蹤反(fan)應(ying)(ying)產物(wu)在熱退火(huo)前(qian)后的(de)晶(jing)體(ti)結(jie)構演變，探(tan)究(jiu)了鈣鈦礦量(liang)子(zi)阱形(xing)成(cheng)(cheng)過(guo)程的(de)具體(ti)路徑。這一(yi)研究(jiu)成(cheng)(cheng)果(guo)發(fa)表(biao)在材料領域國際頂尖期刊《先進(jin)材料》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上(shang)，論(lun)文(wen)第一(yi)作者為霍夫曼先進(jin)材料研究(jiu)院胡漢林副教授，深圳職(zhi)業技(ji)術學(xue)院為論(lun)文(wen)第一(yi)完成(cheng)(cheng)單位。

有(you)機(ji)-無機(ji)雜化鈣鈦(tai)礦太(tai)陽能電池，因其(qi)優(you)異的(de)(de)(de)(de)光電轉換效率(lv)（經認證(zheng)的(de)(de)(de)(de)單(dan)結(jie)小面(mian)積有(you)機(ji)-無機(ji)雜化鈣鈦(tai)礦太(tai)陽能電池效率(lv)已達25.5%）、較(jiao)低的(de)(de)(de)(de)成本(ben)以及優(you)良(liang)的(de)(de)(de)(de)力(li)學(xue)柔(rou)性等特點，在新能源領域展(zhan)現(xian)出(chu)了(le)巨大的(de)(de)(de)(de)應(ying)用前(qian)景。而基于(yu)ABX3傳統(tong)三維(wei)結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)(de)鈣鈦(tai)礦材(cai)料(liao)由于(yu)自身的(de)(de)(de)(de)離子遷(qian)移，以及在外(wai)界光、熱、水等因素下很容易被破壞，面(mian)臨著長(chang)期穩定性差的(de)(de)(de)(de)問題，嚴重制約了(le)其(qi)實際應(ying)用。科學(xue)工作者創新地通過鈣鈦(tai)礦量子阱(jing)修飾傳統(tong)的(de)(de)(de)(de)三維(wei)鈣鈦(tai)礦方法(fa)來制備具有(you)量子阱(jing)/三維(wei)鈣鈦(tai)礦復合結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)(de)太(tai)陽能電池，使(shi)得所(suo)制備的(de)(de)(de)(de)器件具有(you)良(liang)好的(de)(de)(de)(de)耐輻照(zhao)、耐高溫和耐濕(shi)度特性。現(xian)有(you)的(de)(de)(de)(de)報道主要集中在器件的(de)(de)(de)(de)效率(lv)和穩定性，但對于(yu)量子阱(jing)的(de)(de)(de)(de)形成機(ji)理卻(que)鮮有(you)報道，尤其(qi)是(shi)對在不同條件下的(de)(de)(de)(de)鈣鈦(tai)礦量子阱(jing)生(sheng)長(chang)機(ji)理并(bing)不清楚。

為(wei)此，我校研(yan)究(jiu)團隊采(cai)用高能(neng)(neng)(neng)同步輻射掠入射角X射線(xian)衍射實時表(biao)征了(le)(le)(le)(le)在(zai)三(san)(san)維(wei)(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)表(biao)面通過(guo)旋涂長鏈(lian)有(you)機(ji)(ji)(ji)銨(an)鹽溶液法(fa)所制(zhi)備鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子阱(jing)形(xing)成(cheng)(cheng)過(guo)程，在(zai)了(le)(le)(le)(le)解鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)生(sheng)長機(ji)(ji)(ji)理的(de)(de)(de)前(qian)提(ti)下，研(yan)究(jiu)了(le)(le)(le)(le)不同反(fan)(fan)(fan)應條件(jian)對鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子阱(jing)的(de)(de)(de)相純度和取向有(you)序性(xing)(xing)產(chan)生(sheng)影(ying)響。該項成(cheng)(cheng)果(guo)從化學反(fan)(fan)(fan)應的(de)(de)(de)機(ji)(ji)(ji)理上(shang)(shang)確定了(le)(le)(le)(le)與(yu)長鏈(lian)分子反(fan)(fan)(fan)應的(de)(de)(de)反(fan)(fan)(fan)應物，明確了(le)(le)(le)(le)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子阱(jing)的(de)(de)(de)形(xing)成(cheng)(cheng)機(ji)(ji)(ji)理，探(tan)究(jiu)了(le)(le)(le)(le)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子阱(jing)的(de)(de)(de)調(diao)控(kong)與(yu)器(qi)件(jian)效(xiao)率以及穩(wen)定性(xing)(xing)的(de)(de)(de)本(ben)(ben)質聯(lian)系，并(bing)指(zhi)出(chu)了(le)(le)(le)(le)有(you)效(xiao)的(de)(de)(de)調(diao)控(kong)手(shou)段，建(jian)立了(le)(le)(le)(le)量子阱(jing)/三(san)(san)維(wei)(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復合結構(gou)薄膜(mo)最基礎理論依據。鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)優越的(de)(de)(de)材(cai)料性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)預示著(zhu)理論上(shang)(shang)它具備打破現有(you)傳統(tong)(tong)光(guang)伏格局的(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)力，目前(qian)科(ke)研(yan)領域正在(zai)關注單(dan)結鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)電(dian)池的(de)(de)(de)轉換效(xiao)率、穩(wen)定性(xing)(xing)和降(jiang)低(di)鉛污染，有(you)初創企(qi)業推出(chu)的(de)(de)(de)單(dan)結組件(jian)能(neng)(neng)(neng)量轉換效(xiao)率已超過(guo)17%，接近(jin)多晶硅組件(jian)的(de)(de)(de)轉換效(xiao)率，并(bing)且理論成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)更低(di)。本(ben)(ben)研(yan)究(jiu)工作(zuo)針(zhen)對傳統(tong)(tong)三(san)(san)維(wei)(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)光(guang)伏器(qi)件(jian)穩(wen)定性(xing)(xing)差(cha)的(de)(de)(de)特點，從成(cheng)(cheng)膜(mo)機(ji)(ji)(ji)理上(shang)(shang)提(ti)出(chu)了(le)(le)(le)(le)量子阱(jing)/三(san)(san)維(wei)(wei)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復合結構(gou)的(de)(de)(de)有(you)效(xiao)調(diao)控(kong)手(shou)段，有(you)望從根本(ben)(ben)上(shang)(shang)提(ti)高器(qi)件(jian)的(de)(de)(de)使用壽命(ming)，降(jiang)低(di)器(qi)件(jian)的(de)(de)(de)制(zhi)備成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)，為(wei)工業化生(sheng)高效(xiao)穩(wen)定鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太陽能(neng)(neng)(neng)電(dian)池提(ti)供(gong)了(le)(le)(le)(le)新的(de)(de)(de)技術途徑。

Advanced Materials是材料學科世界頂尖期刊(kan)，在國(guo)際材料領域享(xiang)譽盛名，當前影響因(yin)子27.39。該(gai)研究(jiu)工(gong)作(zuo)受到國(guo)家自然科學基金(jin)委(wei)、深圳市科創(chuang)委(wei)以及深圳職業技術學院的資(zi)助。

（霍(huo)夫曼先進(jin)材料(liao)研(yan)究院）