亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Strong Interaction at the Perovskite/TiO2 Interface Facilitates Ultrafast Photoinduced Charge Separation: A Nonadiabatic Molecular Dynamics Study

光激发 化学物理 钙钛矿(结构) 范德瓦尔斯力 绝热过程 激子 化学 电子 光诱导电荷分离 密度泛函理论 分子物理学 材料科学 原子物理学 激发态 计算化学 凝聚态物理 人工光合作用 分子 物理 结晶学 光催化 量子力学 生物化学 催化作用 有机化学 热力学
作者
Run Long,Wei‐Hai Fang,Oleg V. Prezhdo
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry C [American Chemical Society]
卷期号:121 (7): 3797-3806 被引量:72
标识
DOI:10.1021/acs.jpcc.6b12921
摘要

Interfacial electron transfer (ET) plays a key role in the operation of solar cells based on TiO2 sensitized with organohalide perovskites, since it leads to separation of the photogenerated electrons and holes into different materials. The reported experimental ET times range by over 3 orders of magnitude, from sub-200 fs to over 300 ps. Using nonadiabatic molecular dynamics combined with ab initio time-domain density functional theory, we demonstrate that ET at a CH3NH3PbI3/TiO2 interface can be complete within 100 fs, indicating that the longer time scales reflect other processes, such as charge and exciton diffusion in perovskite bulk. The electron injection is fast because the interaction between the donor and acceptor species is strong at ambient conditions. Photoexcitation directly at the interface can create a charge-separated state. Electrons generated farther away inject by a combination of adiabatic and nonadiabatic mechanisms. Thermally activated low frequency vibrational motions at the interface modulate the CH3NH3PbI3/TiO2 separation, creating opportunities for chemical bonding and generating channels for adiabatic ET. Higher-frequency modes create large nonadiabatic coupling. The interaction between perovskite and TiO2 is purely van der Waals at 0 K, whereas at ambient temperatures I–Ti covalent bonds can form transiently at the interface. The covalent bonding is particularly important for photoexcitation of charge-separated states and adiabatic ET. The ET occurs prior to nonradiative electronic energy losses that can lead to charge trapping and recombination. The ultrafast interfacial charge separation contributes to the high efficiencies of perovskite-sensitized TiO2 solar cells. The reported simulations provide a detailed time-domain atomistic description of the interfacial ET and advance our understanding of carrier dynamics in perovskite solar cells.

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
平心定气完成签到 ,获得积分10
3秒前
SciGPT应助Gxx采纳,获得10
5秒前
6秒前
6秒前
YORK完成签到,获得积分10
7秒前
Jes完成签到 ,获得积分10
8秒前
10秒前
12秒前
cooldog1130发布了新的文献求助10
13秒前
13完成签到,获得积分20
15秒前
jjjdj完成签到,获得积分10
16秒前
小周完成签到 ,获得积分10
22秒前
cooldog1130完成签到,获得积分10
27秒前
上官若男应助13采纳,获得10
30秒前
张三发布了新的文献求助10
33秒前
36秒前
Xs_Tsang完成签到,获得积分10
38秒前
41秒前
深情安青应助科研通管家采纳,获得10
44秒前
丘比特应助科研通管家采纳,获得10
44秒前
情怀应助科研通管家采纳,获得10
44秒前
上官若男应助科研通管家采纳,获得10
44秒前
44秒前
开心飞烟完成签到 ,获得积分10
45秒前
机灵自中完成签到,获得积分10
45秒前
Gxx发布了新的文献求助10
46秒前
NexusExplorer应助多情嫣然采纳,获得10
52秒前
缓慢冬莲完成签到,获得积分10
53秒前
boohey完成签到 ,获得积分10
57秒前
1分钟前
Gxx完成签到,获得积分10
1分钟前
安尔完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
Ryan发布了新的文献求助10
1分钟前
skdfz168完成签到 ,获得积分10
1分钟前
zzyfdc完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
不器完成签到 ,获得积分10
1分钟前
张三发布了新的文献求助10
1分钟前
BigTong发布了新的文献求助10
1分钟前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
Development of a Bridge Weigh-In-Motion System: A technology to convert the bridge response to the passage of traffic into data on vehicle configurations, speeds, times of travel and weights 1000
Molecular Mechanisms of Photosynthesis, 4th Edition 1000
Organic Reactions, Volume 116 1000
Current concepts in cutaneous toxicity : proceedings of the Fourth Conference on Cutaneous Toxicity, Washington, D.C., May 9-11, 1979 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7263299
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8884458
关于积分的说明 18776835
捐赠科研通 6941987
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3202575
关于科研通互助平台的介绍 2375689
邀请新用户注册赠送积分活动 2178488