Atomic Model for Alkali Metal Passivation of Point Defects at Perovskite Grain Boundaries

钝化 碱金属 带隙 掺杂剂 钙钛矿(结构) 材料科学 晶界 晶体缺陷 载流子寿命 兴奋剂 载流子 化学物理 从头算 光电子学 化学 纳米技术 结晶学 冶金 有机化学 微观结构 图层(电子)
作者
Lu Qiao,Wei‐Hai Fang,Run Long,Oleg V. Prezhdo
出处
期刊:ACS energy letters [American Chemical Society]
卷期号:5 (12): 3813-3820 被引量:53
标识
DOI:10.1021/acsenergylett.0c02136
摘要

Experiments show that grain boundaries (GBs) are detrimental to MAPbI3 (MA = CH3NH3+) optoelectronic properties, while passivation with alkali metals greatly improves performance. Using ab initio nonadiabatic (NA) molecular dynamics, we demonstrate that common defects, which are benign in MAPbI3 bulk, create deep traps at GBs and accelerate carrier losses. Thus, common substitution of Pb with MA in bulk MAPbI3 leaves the bandgap and nonradiative electron–hole recombination unchanged, while it creates a deep electron trap at GBs by forming an I-dimer. K and Rb dopants eliminate the midgap state by breaking the I-dimer, restore the bandgap to the pristine MAPbI3 value, decrease electron–hole overlap, reduce the NA coupling, and accelerate quantum decoherence. Ultimately, the charge carriers' lifetime is doubled even compared to pristine MAPbI3. The detailed mechanistic understanding of the synergy in the negative influence of GB and point defects on perovskite properties and defect elimination by alkali metal doping provides valuable guidelines for solar and electro-optic applications.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
1秒前
1秒前
1秒前
celinewu完成签到,获得积分10
2秒前
Aippan完成签到,获得积分10
2秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
3秒前
田様应助呆萌太清采纳,获得20
3秒前
上guanguan完成签到,获得积分10
4秒前
哭泣战斗机应助kawaiikid采纳,获得10
4秒前
香蕉君达完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
我行我素完成签到 ,获得积分10
4秒前
不会写论文的小蜜蜂完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
读书明智发布了新的文献求助10
5秒前
脆脆鲨发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
5秒前
起床了吗发布了新的文献求助10
5秒前
lzj发布了新的文献求助10
5秒前
zsy完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
zyyy发布了新的文献求助10
6秒前
汉堡包应助heiye采纳,获得10
7秒前
7秒前
7秒前
高级丹药师发布了新的文献求助100
7秒前
123完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
英俊的铭应助drwzm采纳,获得10
8秒前
hodge完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
英姑应助nanno采纳,获得10
9秒前
9秒前
今后应助fantastic采纳,获得10
10秒前
wang完成签到,获得积分10
10秒前
qq完成签到,获得积分10
10秒前
ELEGENCE发布了新的文献求助10
10秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 2000
The Cambridge History of China: Volume 4, Sui and T'ang China, 589–906 AD, Part Two 1000
The Composition and Relative Chronology of Dynasties 16 and 17 in Egypt 1000
Real World Research, 5th Edition 800
Qualitative Data Analysis with NVivo By Jenine Beekhuyzen, Pat Bazeley · 2024 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5719050
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5254852
关于积分的说明 15287660
捐赠科研通 4869006
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2614559
邀请新用户注册赠送积分活动 1564435
关于科研通互助平台的介绍 1521807