铅盈太阳能电池材料优化的多尺度模型
材料科学
2025-10-17 v1
摘要
本文提出了一种多尺度方法，用于评估铅盈太阳能电池性能，该方法在原子尺度上通过第一性原理计算确定材料属性，并将其应用于宏观尺度设备模型中。本研究聚焦于铅盈太阳能电池材料 MAPbI3（MA = CH3NH3），以及其相变对光学、电子和结构性质的影响，这些性质在第一性原理水平上进行了研究。获得的数据被耦合到数值漂移扩散设备模型中，以实现对相应单结级设备性能的评估。所用的第一性原理仿真采用适用于所研究材料族的混合交换关联函数。来自材料属性到设备性能的实验数据验证被呈现，合理了该方法在预测现有和新型铅盈材料的表征性评估中的应用。原子与设备模型之间的耦合方式以两种尺度之间光学、振动和电子参数交换的框架进行描述。该理论调查的结果是一种用于设计和优化铅盈材料的 methodology，以实现电池性能和稳定性，后者是这些突破性新材料在社会层面实施的关键障碍。
引用
@article{arxiv.2510.14396,
title = {Multiscale Models For Perovskite Optimisation},
author = {Philippe Baranek and James P. Connolly and Antoine Gissler and Philip Schulz and Michel Rérat and Roberto Dovesi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.14396},
year = {2025}
}