Minimizing hydrogen vacancies to enable highly efficient hybrid perovskites

钙钛矿(结构) 材料科学 甲脒 化学物理 碘化物 辐射传输 限制 重组 混合功能 碘化氢 密度泛函理论 纳米技术 化学 计算化学 无机化学 光学 结晶学 物理 机械工程 有机化学 冶金 基因 工程类 生物化学
作者
Xie Zhang,Jimmy‐Xuan Shen,Mark E. Turiansky,Chris G. Van de Walle
出处
期刊:Nature Materials [Springer Nature]
卷期号:20 (7): 971-976 被引量:156
标识
DOI:10.1038/s41563-021-00986-5
摘要

Defect-induced non-radiative losses are currently limiting the performance of hybrid perovskite devices. Experimental reports have indicated the existence of point defects that act as detrimental non-radiative recombination centres under iodine-poor synthesis conditions. However, the microscopic nature of these defects is still unknown. Here we demonstrate that hydrogen vacancies can be present in high densities under iodine-poor conditions in the prototypical hybrid perovskite MAPbI3 (MA = CH3NH3). They act as very efficient non-radiative recombination centres with an exceptionally high carrier capture coefficient of 10−4 cm3 s−1. By contrast, the hydrogen vacancies in FAPbI3 [FA = CH(NH2)2] are much more difficult to form and have a capture coefficient that is three orders of magnitude lower. Our study unveils the critical but overlooked role of hydrogen vacancies in hybrid perovskites and rationalizes why FA is essential for realizing high efficiency in hybrid perovskite solar cells. Minimizing the incorporation of hydrogen vacancies is key to enabling the best performance of hybrid perovskites. First-principles calculations reveal that hydrogen vacancies induce non-radiative losses in methylammonium lead iodide perovskites synthesized under iodine-poor conditions, whereas they are less detrimental in formamidinium-based hybrid perovskites.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

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
王999999发布了新的文献求助10
刚刚
lyn发布了新的文献求助10
1秒前
大个应助hh采纳,获得10
1秒前
小二郎应助222666采纳,获得10
1秒前
2秒前
3秒前
4秒前
114514发布了新的文献求助10
5秒前
zmy完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
如云轻如水澈完成签到,获得积分10
6秒前
yyy完成签到,获得积分10
6秒前
iex777完成签到 ,获得积分10
7秒前
睡觉大王完成签到 ,获得积分20
7秒前
7秒前
无极微光应助hust610wh采纳,获得20
8秒前
9秒前
10秒前
脑洞疼应助SHC采纳,获得10
10秒前
中意发布了新的文献求助10
11秒前
wyyp发布了新的文献求助10
12秒前
斯文败类应助pumpkin采纳,获得10
12秒前
冬日完成签到,获得积分20
12秒前
12秒前
12秒前
英姑应助79999采纳,获得10
13秒前
很大一个渊完成签到 ,获得积分20
13秒前
13秒前
CipherSage应助张瑞雪采纳,获得10
13秒前
14秒前
14秒前
whf发布了新的文献求助10
14秒前
hh发布了新的文献求助10
15秒前
wys发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
17秒前
蒋美桥发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
科研通AI2S应助想吃糖葫芦采纳,获得10
18秒前
ZX发布了新的文献求助10
19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
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 3000
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 3000
Les Mantodea de guyane 2500
Feldspar inclusion dating of ceramics and burnt stones 1000
What is the Future of Psychotherapy in a Digital Age? 801
The Psychological Quest for Meaning 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 5963394
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7223820
关于积分的说明 15966481
捐赠科研通 5099758
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2739874
邀请新用户注册赠送积分活动 1702646
关于科研通互助平台的介绍 1619384