铷掺杂甲脒基铅卤钙钛矿表面稳定性的第一性原理研究
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- 论文作者：郭尧 ; 李成波 ; 李现常
- 年：2017
- 作者机构：安阳工学院;
- 论文关键词：有机无机钙钛矿 ; 第一性原理计算 ; 吸附
- 会议召开时间：2017-05-27
- 会议录名称：第四届新型太阳能电池学术研讨会论文集
- 英文会议录名称：Abstract Book of the 4th Conference on New Generation Solar Cells
- 语种：中文
- 分类号：TB32
- 学会代码：ZKYQ
- 会议名称：第四届新型太阳能电池学术研讨会
- 会议地点：中国北京
- 主办单位：中国可再生能源学会光化学专业委员会
- 学会名称：中国科学院物理研究所清洁能源实验室
- 页数：1
- 文件大小：1010k
- 原文格式：D
- 会议级别：全国
摘要
有机-无机杂化钙钛矿材料优异性质获得科研人员的广泛关注。经过几年时间发展其太阳能电池光电转换效率就已超过20%,显示出诱人的发展前景。钙钛矿材料稳定性是当前制约钙钛矿器件商业化发展的主要因素。最近,研究发现在钙钛矿中引入铷(Rb~+)并取代部分有机离子,提高钙钛矿材料成份复杂程度,形成Rb/FA组合使钙钛矿结构稳定化且保持良好的材料性能。本文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算的研究方法,对掺杂改性复合钙钛矿材料微观结构和表面性质进行分析,在此基础上分析水分子在掺杂钙钛矿表面吸附扩散现象,探讨分子同表面之间的相互作用以及对表面性质的影响,进而揭示其在潮湿条件下衰减机制,阐述掺杂改性提高钙钛矿稳定性的机理。通过表面能计算发现,FAPbI_3(001)表面拥有最稳定的表面结构,Rb掺杂离子倾向于在FAPbI_3(001)表面偏析。通过计算吸附能发现水分子在表面Pb原子顶部稳定吸附。此外,甲脒离子的取向对表面稳定性和水分子吸附能均产生重要影响。通过计算光学性质发现水分子在表面吸附后通过降低FAPbI_3吸收光谱影响其光电性质。本研究工作有利于人们理解钙钛矿表面在潮湿环境中分解现象的初期阶段,为提高材料稳定性,开发高性能钙钛矿太阳能电池提供研究基础。
引文
[1]M.Saliba,T Matsui,K.Domanski,J.Y.Seo,A.Ummadisingu,S.M.Zakeeruddin,J.P.Correa-Baena,W.R.Tress,A.Abate,A.Hagfeldt and M.Gratzel,Science,2016,354,206-209.