Polarization-Controlled Surface Defect Formation in a Hybrid Perovskite

极化(电化学) 空位缺陷 四方晶系 材料科学 离子键合 化学物理 凝聚态物理 化学 离子 结晶学 物理化学 物理 晶体结构 有机化学
作者
Tianyuan Zhu,Da-Jun Shu
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry Letters [American Chemical Society]
卷期号:12 (16): 3898-3906 被引量:7
标识
DOI:10.1021/acs.jpclett.1c00702
摘要

Hybrid perovskites have two properties that are absent in traditional inorganic photovoltaic materials, namely, polarization and mobile ionic defects, the interaction between which may introduce new features into the materials. By using the first-principles calculations, we find that the formation energies of the vacancy defects at a tetragonal MAPbI3(110) surface are highly related to the surface polarization. The positive total polarization and local polarization of MA facilitate the formation of surface MA vacancies, whereas the negative total polarization and local polarization of MAI are favorable for the formation of surface iodine vacancies. The phenomena can be explained quantitatively on the basis of the two kinds of Coulomb interactions between the charged defect and the polarization-induced electrostatic field. The comprehensive insights into the interaction between the polarization and the ionic defects in hybrid perovskites can provide a new avenue for defect control for high-performance perovskite solar cells via surface polarization.
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