第一性原理研究混合钙钛矿CH3NH3PbxSn1－xI3结构及光电特性
引用本文： 鲁效庆,赵兹罡,李可,魏淑贤,瞿媛媛,牛永强,刘学锋.第一性原理研究混合钙钛矿CH3NH3PbxSn1－xI3结构及光电特性[J].物理化学学报,2016,32(6):1439-1445.
作者姓名： 鲁效庆 赵兹罡 李可 魏淑贤 瞿媛媛 牛永强 刘学锋
作者单位：
基金项目： The project was supported by the National Natural Science Foundation of China(21303266);Fundamental Research Funds for the Central Universities, China(15CX05050A, 14CX02214A)
摘 要： 有机/无机钙钛矿是一类极具潜质的光电材料，目前已实现超过20%的光电转化效率。本文采用第一性原理对有机/无机混合钙钛矿CH3 NH3 Pbx 1-x I3 (x = 0-1)的结构及光电特性进行了理论研究。结果表明，范德华力(VDW)在优化钙钛矿结构中起着重要的作用，考虑范德华力可减小Pb/Sn―I键长，从而减小体系体积。通过分析甲胺离子CH3 NH3 + 的态密度和Bader电荷，我们发现其对前线轨道没有贡献，仅仅扮演电荷供体的角色。Pb/Sn与I之间同时存在共价键和离子键相互作用。价带顶(VBM)主要是由I 5p 以及Pb 6s (Sn 5s )杂化组成，而导带底(CBM)主要由Pb 6p (Sn 5p )轨道组成。在可见光区，随着波长的增加，体系吸收强度呈现整体下降趋势；随着Sn/Pb比值逐渐增大，吸收强度呈现增大趋势。CH3 NH3 SnI3 在可见光区表现出较佳的吸收光谱特性。
关 键 词： 钙钛矿 光电特性 能带结构 态密度 介电函数 第一性原理
收稿时间： 2016-01-06
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