【摘 要】
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基于有机-无机杂化钙钛矿材料的太阳能电池,在短短的六年之间,其光电转化效率从3.8％提升到22.1％,成为了光伏领域的明星材料.在这里,我们基于第一性原理方法系统研究了室温
【机 构】
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吉林大学材料科学与工程学院,长春,130012
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基于有机-无机杂化钙钛矿材料的太阳能电池,在短短的六年之间,其光电转化效率从3.8％提升到22.1％,成为了光伏领域的明星材料.在这里,我们基于第一性原理方法系统研究了室温下有机小分子的转动对材料性能的影响作用.我们首先针对立方相的APbI3体系(其中A为甲氨：CH3NH3,甲脒：CHNH2NH2 或乙氨：CH3CH2NH3),采用基态结构预测方法,对小分子在空间的最稳定取向进行了系统搜索(结构搜索演化过程如图1所示).我们发现对于CH3NH3PbI3,小分子最稳定的取向是[012],而非传统认为的[001]、[011]及[111](这些取向的能量都较高).我们发现小分子的转动对材料的带隙、有效质量、电极化强度等性质存在显著的调节作用；同时小分子的转动可以导致材料直接到间接带隙的转变,从而延缓激子的复合,在一定程度上提高光电转换效率.此外,对于不同的APbI3体系,相应小分子转动对材料性质呈现出不同的调节作用.
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