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Nano Letters报道华理有机-无机杂化钙钛矿光电材料理论研究新进展

默然
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楼主 发表于:2017-11-23 10:07:02
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近日,Nano Letters以“Unique Trapped Dimer State of the Photogenerated Hole in the Hybrid Orthorhombic CH3NH3PbI3 Perovskite: Identification, Origin, and Implications”为题,在线报道了我校化学学院计算化学中心/工业催化研究所在CH3NH3PbI3钙钛矿光电材料方面取得的最新进展(Nano Lett., 2017, doi:10.1021/acs.nanolett.7b03885)。


揭示光生空穴的固有特性和迁移过程对于提高CH3NH3PbI3钙钛矿材料的光电转换效率非常重要,但目前原子级别上对CH3NH3PbI3钙钛矿材料中光生空穴的认识非常有限。基于高等杂化泛函计算并考虑自旋-轨道耦合效应,研究者首次在CH3NH3PbI3中发现了全新的空穴俘获形态(I-I二聚体I2-结构态)。计算结果表明这种空穴局域态比离域态更加稳定,并且能促进空穴的快速迁移。


此外,对比含不同卤素的CH3NH3PbX3(X=Cl,Br和I)材料,该研究还定量揭示空穴俘获能力与结构形变能之间具有很好的线性关系。性能优异的CH3NH3PbI3材料具有较小的结构形变能和较弱的空穴俘获能力。这些理论结果对于深刻理解钙钛矿光电材料特性并提升其性能具有重要意义。


该工作由化学学院博士生彭超在王海丰教授和胡培君教授的指导下完成。研究得到了国家自然科学基金委重点基金、优秀青年基金、创新研究群体、上海市“曙光计划”和中央高校基本科研专项资金的资助。


论文链接:http://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.7b03885

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