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
深情安青应助pattrick采纳,获得10
1秒前
挞挞不要胖完成签到 ,获得积分10
1秒前
平常兰完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
1秒前
Return应助影1采纳,获得10
2秒前
调皮冷梅完成签到 ,获得积分10
2秒前
zzzxhhr完成签到,获得积分10
2秒前
梦二完成签到,获得积分10
2秒前
小蘑菇应助樱桃采纳,获得10
3秒前
精明的鑫发布了新的文献求助10
3秒前
可爱的函函应助hhhhhy采纳,获得10
3秒前
jasmine0211发布了新的文献求助10
4秒前
高挑的紫安完成签到 ,获得积分10
4秒前
彭于晏应助yy32323采纳,获得10
4秒前
苗一夫发布了新的文献求助10
4秒前
aayy发布了新的文献求助10
5秒前
田様应助柚子采纳,获得10
5秒前
6秒前
pu完成签到 ,获得积分10
6秒前
香蕉觅云应助yaya采纳,获得10
7秒前
7秒前
8秒前
8秒前
8秒前
mouxia发布了新的文献求助10
9秒前
Rocky_Qi发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
SSS完成签到,获得积分10
10秒前
熬夜波比应助shaco采纳,获得10
11秒前
二豆子0完成签到,获得积分10
11秒前
ZYYYY发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
汉堡包应助111采纳,获得10
12秒前
12秒前
pluto应助阔达犀牛采纳,获得10
12秒前
13秒前
13秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
13秒前
Twonej应助一分儿采纳,获得30
14秒前
高分求助中
2025-2031全球及中国金刚石触媒粉行业研究及十五五规划分析报告 12000
(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
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
Russian Foreign Policy: Change and Continuity 800
Qualitative Data Analysis with NVivo By Jenine Beekhuyzen, Pat Bazeley · 2024 800
Translanguaging in Action in English-Medium Classrooms: A Resource Book for Teachers 700
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 5694761
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5098681
关于积分的说明 15214483
捐赠科研通 4851292
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2602253
邀请新用户注册赠送积分活动 1554141
关于科研通互助平台的介绍 1512049