近日(ri)，我(wo)校霍夫曼先進(jin)(jin)材料(liao)研(yan)究(jiu)院諾獎團隊在利用高能同步輻射(she)對(dui)鈣(gai)鈦(tai)礦量子阱的(de)(de)形成(cheng)機(ji)理(li)研(yan)究(jiu)領域取得重要進(jin)(jin)展：研(yan)究(jiu)團隊采用高能掠入射(she)角X射(she)線衍射(she)實(shi)時表(biao)征了在三(san)維鈣(gai)鈦(tai)礦表(biao)面(mian)通(tong)過旋涂長鏈有機(ji)銨鹽溶液法所制備鈣(gai)鈦(tai)礦量子阱形成(cheng)過程，明確了與長鏈有機(ji)銨分(fen)子發(fa)生反應(ying)的(de)(de)反應(ying)物；并通(tong)過追蹤反應(ying)產物在熱退火前后的(de)(de)晶體(ti)結(jie)構(gou)演變，探(tan)究(jiu)了鈣(gai)鈦(tai)礦量子阱形成(cheng)過程的(de)(de)具體(ti)路徑。這一(yi)研(yan)究(jiu)成(cheng)果發(fa)表(biao)在材料(liao)領域國(guo)際頂尖期(qi)刊《先進(jin)(jin)材料(liao)》（Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202006238）上(shang)，論文(wen)第(di)(di)一(yi)作者(zhe)為(wei)霍夫曼先進(jin)(jin)材料(liao)研(yan)究(jiu)院胡(hu)漢(han)林(lin)副教(jiao)授，深圳(zhen)職(zhi)業技術學院為(wei)論文(wen)第(di)(di)一(yi)完成(cheng)單位(wei)。

有(you)(you)機(ji)(ji)-無機(ji)(ji)雜化(hua)(hua)鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太陽能(neng)(neng)電(dian)池(chi)，因其優(you)異的(de)(de)光電(dian)轉(zhuan)換(huan)效率(lv)(lv)（經認證的(de)(de)單結(jie)小(xiao)面積有(you)(you)機(ji)(ji)-無機(ji)(ji)雜化(hua)(hua)鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)太陽能(neng)(neng)電(dian)池(chi)效率(lv)(lv)已達25.5%）、較低的(de)(de)成本以(yi)及優(you)良(liang)(liang)的(de)(de)力學柔性(xing)等特點，在(zai)新能(neng)(neng)源領域展現(xian)(xian)出(chu)了(le)(le)巨(ju)大的(de)(de)應用(yong)前景。而基于ABX3傳統三維結(jie)構的(de)(de)鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)材料由于自身的(de)(de)離子(zi)遷移，以(yi)及在(zai)外界光、熱、水等因素下很容易被(bei)破壞，面臨著長期穩定性(xing)差的(de)(de)問(wen)題(ti)，嚴(yan)重(zhong)制(zhi)(zhi)約了(le)(le)其實際應用(yong)。科學工(gong)作者(zhe)創新地(di)通過鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱修(xiu)飾傳統的(de)(de)三維鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)方法來制(zhi)(zhi)備具有(you)(you)量子(zi)阱/三維鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)復合(he)結(jie)構的(de)(de)太陽能(neng)(neng)電(dian)池(chi)，使得所制(zhi)(zhi)備的(de)(de)器件(jian)具有(you)(you)良(liang)(liang)好的(de)(de)耐(nai)輻照、耐(nai)高溫和耐(nai)濕度特性(xing)。現(xian)(xian)有(you)(you)的(de)(de)報道主要集中在(zai)器件(jian)的(de)(de)效率(lv)(lv)和穩定性(xing)，但對(dui)于量子(zi)阱的(de)(de)形成機(ji)(ji)理卻鮮(xian)有(you)(you)報道，尤其是對(dui)在(zai)不(bu)同條件(jian)下的(de)(de)鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)量子(zi)阱生長機(ji)(ji)理并不(bu)清楚。

為(wei)此，我校研(yan)究(jiu)團隊采用(yong)高(gao)能(neng)(neng)同步輻射掠入射角(jiao)X射線衍射實(shi)時(shi)表征了(le)在(zai)三(san)(san)維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)表面(mian)通過(guo)旋涂(tu)長(chang)鏈有(you)(you)機(ji)(ji)銨鹽(yan)溶(rong)液(ye)法所制(zhi)(zhi)備(bei)(bei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)形成(cheng)過(guo)程，在(zai)了(le)解鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)生長(chang)機(ji)(ji)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)前(qian)提(ti)(ti)下，研(yan)究(jiu)了(le)不(bu)同反(fan)應(ying)(ying)條件(jian)(jian)對鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)相純(chun)度和取向有(you)(you)序(xu)性(xing)(xing)產生影(ying)響。該項成(cheng)果從化學反(fan)應(ying)(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)(ji)理(li)(li)上(shang)確定了(le)與(yu)長(chang)鏈分(fen)子(zi)反(fan)應(ying)(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)反(fan)應(ying)(ying)物，明(ming)確了(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)形成(cheng)機(ji)(ji)理(li)(li)，探究(jiu)了(le)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)量(liang)子(zi)阱(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)調(diao)控(kong)(kong)與(yu)器(qi)件(jian)(jian)效(xiao)(xiao)率以(yi)及穩(wen)定性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)本質聯系，并(bing)指出了(le)有(you)(you)效(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)調(diao)控(kong)(kong)手段，建立了(le)量(liang)子(zi)阱(jing)/三(san)(san)維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復合結(jie)(jie)構(gou)薄膜最(zui)基礎理(li)(li)論(lun)依據。鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)優越的(de)(de)(de)(de)(de)材料(liao)性(xing)(xing)能(neng)(neng)預示著理(li)(li)論(lun)上(shang)它具備(bei)(bei)打破現有(you)(you)傳統光伏格局(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)力，目(mu)前(qian)科研(yan)領(ling)域正(zheng)在(zai)關(guan)注單(dan)結(jie)(jie)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)電(dian)池(chi)(chi)的(de)(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)換(huan)效(xiao)(xiao)率、穩(wen)定性(xing)(xing)和降低(di)鉛污染(ran)，有(you)(you)初創企業推出的(de)(de)(de)(de)(de)單(dan)結(jie)(jie)組(zu)件(jian)(jian)能(neng)(neng)量(liang)轉(zhuan)(zhuan)換(huan)效(xiao)(xiao)率已超過(guo)17%，接近多晶硅組(zu)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)換(huan)效(xiao)(xiao)率，并(bing)且理(li)(li)論(lun)成(cheng)本更(geng)低(di)。本研(yan)究(jiu)工作針對傳統三(san)(san)維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)光伏器(qi)件(jian)(jian)穩(wen)定性(xing)(xing)差的(de)(de)(de)(de)(de)特點，從成(cheng)膜機(ji)(ji)理(li)(li)上(shang)提(ti)(ti)出了(le)量(liang)子(zi)阱(jing)/三(san)(san)維(wei)鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)復合結(jie)(jie)構(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)有(you)(you)效(xiao)(xiao)調(diao)控(kong)(kong)手段，有(you)(you)望從根本上(shang)提(ti)(ti)高(gao)器(qi)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)使用(yong)壽(shou)命，降低(di)器(qi)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)制(zhi)(zhi)備(bei)(bei)成(cheng)本，為(wei)工業化生高(gao)效(xiao)(xiao)穩(wen)定鈣(gai)(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)電(dian)池(chi)(chi)提(ti)(ti)供了(le)新(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)技術途(tu)徑。

Advanced Materials是材料學(xue)(xue)(xue)科世界頂(ding)尖期刊，在國(guo)際材料領域享(xiang)譽(yu)盛名，當(dang)前影(ying)響因子27.39。該研究工作受到(dao)國(guo)家自然(ran)科學(xue)(xue)(xue)基金委、深圳市科創委以及深圳職業技術學(xue)(xue)(xue)院的資助。

（霍夫曼先進材料研(yan)究院）