有机阳离子对卤素钙钛矿太阳能电池性能的影响

摘要

采用第一性原理计算了CH3NH3PbI3中有机部分CH3NH+3和CH3NH3的静电特性.结果表明:CH3NH+3具有强的亲电特性,CH3NH3的CH?3端具有弱亲电性,而NH?3端具有弱亲核性.发现在CH3NH3PbI3中CH3NH+3之间强静电排斥作用在相变中起着重要的作用,且在室温条件下CH3NH+3在无机笼中具备活性和无序的特性,使得TiO2/CH3NH3PbI3异质结中n型TiO2的电子通过界面扩散到CH3NH3PbI3材料,并与CH3NH+3结合形成CH3NH3,CH3NH3的静电特性导致在内建电场作用下更容易取向,取向的CH3NH3周围形成的静电场会变得更弱和更加均匀.这对无机框架上载流子的产生和传输更加有利,这样的异质结比传统的pn结具有更大优势.这是CH3NH3PbI3太阳能电池高的光电转换效率的重要原因.