【摘 要】
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近年来,CH3NH3(MA)PbI3有机-无机杂化钙钛矿光伏材料由于其高光电转化效率(超过20％)引起了人们的广泛关注。实验发现这类材料的电流-电压曲线存在明显的滞后效应,其背后的
【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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近年来,CH3NH3(MA)PbI3有机-无机杂化钙钛矿光伏材料由于其高光电转化效率(超过20％)引起了人们的广泛关注。实验发现这类材料的电流-电压曲线存在明显的滞后效应,其背后的物理机制尚不清楚。一个可能的原因是由于缺陷在材料内部的扩散。对于具体的扩散杂质类型和扩散路径,实验和理论上虽然开展了一些研究,但仍存在着争议。在此研究背景下,我们基于第一性原理NEB搜索过渡态方法,系统计算了MAPbI3中几种典型本征缺陷的扩散势垒。我们的计算结果表明：MAi+和Ii-缺陷具有低的扩散势垒,但它们的缺陷形成能较高；VI+缺陷同时具有最低的扩散势垒和低的缺陷形成能,因而被认为是材料内部主要的扩散缺陷(其扩散路径如图1所示)。同时,我们还计算了Au电极材料引进的Au+间隙杂质在MAPbI3界面处的扩散势垒,发现Au+的扩散势垒很低,因而将扩散进MAPbI3内部,从而影响材料的光电转化过程。我们的结果对理解实验上观察到的电流-电压曲线滞后效应,以及其对电池光电转化效率的影响有重要意义。[1]
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