有机金属卤化物钙钛矿中 Rashba 自旋轨道耦合增强的载流子寿命

有机金属卤化物钙钛矿是面向下一代光伏应用的有前途的太阳能电池材料。这些材料长的载流子寿命和扩散长度使它们在光吸收体和载流子传输体中极具吸引力。尽管有机金属卤化物钙钛矿的这些方面吸引了最多关注，但由强自旋轨道耦合驱动的 Rashba 效应对这些材料光伏性质的影响在很大程度上未被探索。在本工作中，以甲基铵碘化铅的电子结构为例，我们提出了一种在三维 Rashba 材料中增强载流子寿命的内禀机制。基于第一性原理计算和 Rashba 自旋轨道模型，我们证明由于自旋禁戒跃迁复合率降低。这些结果对于理解有机金属卤化物钙钛矿的基本物理以及优化和设计具有更好性能的材料十分重要。所提出的包含自旋自由度的机制为使用三维 Rashba 材料用于光伏应用提供了新范式。