卤化物钙钛矿中的复合缺陷：以 CsPbI$_3$ 为例的第一性原理研究
材料科学
2022-09-09 v1
摘要
晶格缺陷影响卤化物钙钛矿太阳能电池的长期稳定性。尽管简单点缺陷（即原子间隙与空位）已被详尽研究，本文聚焦于在晶体生长条件下更可能形成的复合缺陷，例如复合空位或间隙以及反位缺陷。我们通过第一性原理密度泛函理论（DFT）计算，确定了典型无机钙钛矿 CsPbI 中最显著的缺陷。我们发现，在室温平衡条件下，Pb 替代 Cs 的反位缺陷形成浓度与最显著点缺陷相当，而其他复合缺陷可忽略不计。然而，在非平衡热与工况条件下，其他复合体也变得与点缺陷同样重要。这些缺陷包括 Cs 替代 Pb 的反位缺陷，以及在较小程度上的 PbI 或 CsPbI 单元的复合空位，以及 I 替代 Cs 的反位缺陷。这些复合缺陷仅导致浅能级或非活性的载流子陷阱，证明了卤化物钙钛矿的电子稳定性。在准费米能级非常接近价带的工况条件下，可能形成更深的陷阱。
引用
@article{arxiv.2209.03484,
title = {Compound Defects in Halide Perovskites: A First-Principles Study of CsPbI$_3$},
author = {Haibo Xue and José Manuel Vicent-Luna and Shuxia Tao and Geert Brocks},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.03484},
year = {2022}
}