已入深夜,您辛苦了!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!祝你早点完成任务,早点休息,好梦!

Why Oxygen Increases Carrier Lifetimes but Accelerates Degradation of CH3NH3PbI3 under Light Irradiation: Time-Domain Ab Initio Analysis

化学 钙钛矿(结构) 氧气 卤化物 光化学 过氧化物 密度泛函理论 分子 化学物理 降级(电信) 无机化学 计算化学 结晶学 计算机科学 电信 有机化学
作者
Jinlu He,Wei‐Hai Fang,Run Long,Oleg V. Prezhdo
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:142 (34): 14664-14673 被引量:94
标识
DOI:10.1021/jacs.0c06769
摘要

Exposure to oxygen and light undermines chemical stability of metal halide perovskites, while it surprisingly improves their optical properties. Focusing on CH3NH3PbI3, we demonstrate that material degradation and charge carrier lifetimes depend strongly on the oxidation state of the oxygen species. Nonadiabatic molecular dynamics simulations combined with time-domain density functional theory show that a neutral oxygen molecule has little influence on the perovskite stability, while the superoxide and the peroxide accelerate degradation by breaking Pb-I chemical bonds and enhancing atomic fluctuations. Creating electron and/or hole traps, the neutral oxygen and the superoxide decrease charge carrier lifetimes by over 1 and 2 orders of magnitude, respectively. Importantly, photoinduced reduction of oxygen to the peroxide eliminates trap states and extends carrier lifetimes by more than a factor of 2 because it decreases the nonadiabatic coupling and shortens quantum coherence. The simulations indicate that the superoxide should be strongly avoided, for example, by full reduction to the peroxide because it causes simultaneous degradation of perovskite stability and optical properties. The detailed simulations rationalize the complex interplay between the influence of atmosphere and light on perovskite performance, apply to other solar cell materials exposed to natural elements, and provide valuable insights into design of high-performance solar cells.
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
爆米花应助故事还在继续采纳,获得10
3秒前
4秒前
科研通AI2S应助lf采纳,获得10
4秒前
香蕉觅云应助ShengzhangLiu采纳,获得10
5秒前
6秒前
6秒前
7秒前
小二郎应助自信小笼包采纳,获得10
7秒前
8秒前
9秒前
vince发布了新的文献求助10
11秒前
科研通AI6.4应助Astronaut采纳,获得30
12秒前
可爱的函函应助常川禹采纳,获得10
14秒前
水玉耳朵完成签到 ,获得积分10
14秒前
理科生发布了新的文献求助10
15秒前
斯文败类应助谦让的不乐采纳,获得10
16秒前
longyang完成签到,获得积分10
17秒前
赘婿应助故事还在继续采纳,获得10
17秒前
18秒前
tan126391发布了新的文献求助10
18秒前
Arjun完成签到,获得积分10
19秒前
hannover96完成签到,获得积分10
19秒前
19秒前
Zhang完成签到 ,获得积分10
20秒前
研友_VZG7GZ应助理科生采纳,获得10
21秒前
22秒前
23秒前
万能图书馆应助残剑月采纳,获得10
24秒前
25秒前
26秒前
28秒前
2052669099发布了新的文献求助10
30秒前
大力的灵雁应助飞飞飞采纳,获得10
30秒前
甘乐发布了新的文献求助10
30秒前
haha完成签到,获得积分10
31秒前
殷勤的帽子完成签到,获得积分10
31秒前
31秒前
活力笑槐完成签到 ,获得积分10
32秒前
小茶完成签到 ,获得积分10
32秒前
深情安青应助可爱的代秋采纳,获得10
33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
卤化钙钛矿人工突触的研究 1000
Engineering for calcareous sediments : proceedings of the International Conference on Calcareous Sediments, Perth 15-18 March 1988 / edited by R.J. Jewell, D.C. Andrews 1000
Wolffs Headache and Other Head Pain 9th Edition 1000
Continuing Syntax 1000
Harnessing Lymphocyte-Cytokine Networks to Disrupt Current Paradigms in Childhood Nephrotic Syndrome Management: A Systematic Evidence Synthesis 700
Signals, Systems, and Signal Processing 610
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6253155
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8076023
关于积分的说明 16867484
捐赠科研通 5327307
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2836373
邀请新用户注册赠送积分活动 1813687
关于科研通互助平台的介绍 1668428