非绝热分子动力学模拟A位阳离子对钙钛矿热载流子弛豫的影响

摘要：

钙钛矿具有优异的光学和电学性质,近年来成为太阳能电池领域的研究热点.大量实验报道钙钛矿热载流子弛豫时间变化顺序为CsPbBr3>MAPbBr3(MA=CH3NH3)>FAPbBr3[FA=HC(NH2)2],但A位阳离子(Cs+,MA+,FA+)对弛豫快慢的影响机制仍不明确.采用基于含时密度泛函理论的非绝热动力学方法研究了上述3种钙钛矿热电子和热空穴的能量弛豫动力学,计算得到的热载流子弛豫时间与实验结果吻合.结果表明,A位阳离子通过静电和氢键作用影响其与无机Pb—Br骨架的电子-振动耦合,使非绝热耦合强度遵从FAPbBr3>MAPbBr3>CsPbBr3的变化趋势,进而使热载流子弛豫时间尺度变化趋势与之相同,表明合理选择A位阳离子可以优化钙钛矿太阳能电池的性能.

关键词：钙钛矿、A位阳离子、热载流子能量弛豫、非绝热动力学、含时密度泛函理论

所属期刊栏目：41

分类号：O641(物理化学（理论化学）、化学物理学)

资助基金：国家自然科学基金批准号,21573022, 21688102, 21590801, 21520102005

在线出版日期：2020-03-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：439-446