Yamaha YZ 2024 года два
Jun 30, 202324 обозревателя игрушек и игр говорят, что они рады покупке
Aug 03, 2023В результате аварии пострадали 2 человека
Jun 09, 202335 продуктов для ~эстетического~ прикосновения к вашему пространству WFH
Aug 16, 202340 крутых продуктов TikTok, которые есть во всем моем FYP
Aug 05, 2023Выявление влияния органических спейсеров и катионов полостей на квази
Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 4446 (2023) Цитировать эту статью
1245 Доступов
1 Альтметрика
Подробности о метриках
Двумерные гибридные перовскиты йодида свинца на основе катиона метиламмония (МА) и органического спейсера бутиламмония (BA), например \({\hbox {BA}_{2}\hbox {MA}_{n-1}\hbox { Pb}_{n}\hbox {I}_{3n+1}}\) — одни из наиболее изученных 2D-гибридных перовскитов за последние годы. Корреляция атомистического профиля этих систем с их оптоэлектронными свойствами является сложной задачей для теоретических подходов. Здесь мы применили расчеты из первых принципов с помощью теории функционала плотности, чтобы показать, как катион частично компенсирует дипольные моменты через терминал \({{\hbox {NH}_{3}}^{+}}\) влияет на структурные/электронные свойства подрешеток \({\hbox {Pb}_{n}\hbox {I}_{3n+1}}\). Несмотря на то, что известно, что при высоких температурах органический катион принимает сферическую конфигурацию из-за вращения катионов внутри клетки, наши результаты обсуждают правильную относительную ориентацию в соответствии с дипольными моментами для ab initio моделирования при 0 К: корреляция структурных и электронных свойств скважин с экспериментами. На основе комбинации поправки релятивистских квазичастиц и спин-орбитальной связи мы обнаружили, что горизонтально подобная конфигурация МА относительно поверхности неорганической подрешетки приводит к наилучшему соотношению между расчетной и экспериментальной энергией щели в пределах n = 1, 2, 3, 4, и 5 слоев. И наоборот, подавление дипольных моментов (как в выровненной конфигурации BA-MA) способствует закрытию энергий щели за счет механизма истощения электронов. Мы обнаружили, что анизотропия \(\rightarrow\) изотропия оптического поглощения (как объемная конвергенция) достигается только для горизонтальной конфигурации MA, что позволяет предположить, что вклад этой конфигурации является основным в сценарии с температурными эффектами.
Несмотря на то, что эффективность преобразования энергии (PCE) трехмерных (3D) металлогалогенидных перовскитов (МГП) превысила 25% для FAPbI\(_{3}\)1 (FA = формамидиний) и 22% для MAPbI\(_ {3}\)2 (MA = метиламмоний), долговременная стабильность этих материалов в солнечных элементах ограничена, особенно из-за плохой термо- и влагоустойчивости3,4. Двумерные (2D) MHP стали альтернативой своим трехмерным аналогам не только из-за их повышенной стабильности5,6,7, но также из-за их универсальности в отношении хорошей структурной гибкости и возможности настройки оптических свойств8,9,10. Среди возможностей 2D MHP некоторое внимание было уделено \({\hbox {BA}_{2}\hbox {MA}_{n-1}\hbox {Pb}_{n}\hbox {I} _{3n+1}}\) система на основе бутиламмония (БА) как крупного одновалентного катиона-спейсера \({\hbox {Pb}_{n}\hbox {I}_{3n+1}}\) неорганические подрешетки11,12,13,14,15. Однако эта система еще не изучена широко, поэтому атомистические подходы посредством компьютерного моделирования являются мощным средством выяснения основных свойств для проектирования оптоэлектронных устройств, особенно солнечных элементов, светоизлучающих диодов и фотодетекторов.
\({\hbox {BA}_{2}\hbox {MA}_{n-1}\hbox {Pb}_{n}\hbox {I}_{3n+1}}\) перовскиты относятся к Семейство перовскитов Раддлсдена-Поппера (RP)16,17,18, в котором спейсер BA представляет собой линейную четырехуглеродную цепочку, разделяющую неорганическую часть на основе n слоев (определяя толщину неорганической квантовой ямы как разделение углов \({\hbox {Pb}_{n}\hbox {I}_{3n+1}}\) октаэдров), в которых при n \(\ge 2\) места кубооктаэдрической полости заняты катионами МА. Устройства на солнечных элементах на основе этого 2D-RP MHP продемонстрировали улучшенную свето- и влагостойкость по сравнению с 3D MAPbI\(_{3}\)6,19, но их самый высокий PCE не достигал более 12,5%20. Стумпос и др. синтезировали и выделили \({\hbox {BA}_{2}\hbox {MA}_{n-1}\hbox {Pb}_{n}\hbox {I}_{3n+1}}\) как 2D-RP для n = 1, 2, 3 и 4 слоев, выполняя соответствующую характеристику методом монокристаллической рентгеновской дифракции12. Кроме того, в последующих исследованиях были также изолированы системы с n = 5, 6 и 713,21, что показало сходящееся поведение энергий запрещенной зоны на протяжении 2,43 (n = 1), 2,17 (n = 2), 2,03 (n = 3). ), 1,91 (n = 4), 1,83 (n = 5), 1,78 (n = 6) и 1,74 эВ (n = 7), т. е. с явной тенденцией к достижению 1,55–1,67 эВ при n = \(\ infty\) в виде кубических, тетрагональных и ромбических объемов22,23,24,25. Хотя были достигнуты успехи, хотя хорошо известно, что объемные оптоэлектронные свойства 3D (такие как коэффициент поглощения и энергия зазора) находятся под сильным влиянием локальных искажений и полиморфных вкладов26,27,28,29,30, глубокая детализация этих корреляции для 2D-RP MHP скудны.
0\) for bottom./p>