CH$_3$NH$_3$PbI$_3$ 中的反相边界排斥载流子而促进快速离子迁移
应用物理
2022-05-10 v1 材料科学
摘要
有机-无机杂化钙钛矿（OIHPs）中的缺陷极大影响其光电性质。识别并更好地理解 OIHPs 中存在的缺陷是制备高性能钙钛矿太阳能电池的关键一步。然而，由于 OIHPs 在电子显微镜表征过程中的敏感性，直接可视化缺陷仍具挑战。在此，我们利用低剂量扫描透射电子显微技术，观察到 CHNHPbI（MAPbI）中反相边界（APB）的普遍存在，解析了其原子结构，并将其与电/离子活动及结构不稳定性相关联。该 APB 由 [PbI]-八面体沿 [100]/[010] 方向半晶胞位移引起，导致块体 MAPbI 中角共享的 [PbI]-八面体在 APB 处转变为边共享。基于已识别的原子尺度构型，我们进一步开展密度泛函理论计算，揭示 MAPbI 中的 APB 同时排斥电子与空穴，并作为快速离子迁移通道，导致迅速分解为 PbI，不利于光电性能。这些发现为 OIHPs 结构与光电性质之间的关系提供了宝贵见解，并表明控制 APB 对其稳定性至关重要。
引用
@article{arxiv.2201.04311,
title = {Antiphase boundary in CH$_3$NH$_3$PbI$_3$ repels charge carriers while promotes fast ion migrations},
author = {Shulin Chen and Changwei Wu and Qiuyu Shang and Caili He and Wenke Zhou and Jinjin Zhao and Jingmin Zhang and Junlei Qi and Qing Zhang and Xiao Wang and Jiangyu Li and Peng Gao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2201.04311},
year = {2022}
}