低能路径导致CsPbBr3中的自修复缺陷
材料科学
2024-05-24 v1 计算物理
摘要
通过肖特基缺陷形成实现钙钛矿中自由载流子的自调节已被认为是金属卤化物钙钛矿材料（如太阳能电池等光伏应用的有前途候选材料）众所周知的缺陷容忍性的起源。理解自调节机制（这里针对更具商业可行性的全无机钙钛矿的代表）有望导致制造性能更好、效率更高的太阳能电池材料。我们研究了CsPbBr3中间隙原子和空位（肖特基对）扩散和复合的不同机制和路径。我们使用微动弹性带计算和基于Quantum ESPRESSO的从头算赝势来确定这些缺陷的形成能、迁移能和激活能。我们的计算揭示了能够产生等于或低于在CsPbBr3中观察到的光致电导率缓慢、温度依赖性恢复的0.53 eV激活能的缺陷路径。我们的工作揭示了一种低能扩散路径的存在，该路径涉及协调的“多米诺效应”间隙机制，其净结果是间隙原子可以比预期更容易地长距离扩散。重要的是，这一观察表明，如果能够利用“多米诺效应”策略，则可以促进缺陷自修复。
引用
@article{arxiv.2405.13213,
title = {Low-energy pathways lead to self-healing defects in CsPbBr$_3$},
author = {Kumar Miskin and Yi Cao and Madaline Marland and Jay Rwaka and Farhan Shaikh and David Moore and John Marohn and Paulette Clancy},
journal= {arXiv preprint arXiv:2405.13213},
year = {2024}
}