研究目的
通过第一性原理计算确定MAI聚集体的替代结构，并评估其与添加剂分子的相互作用，以理解MAI聚集体的钝化行为。
研究成果
该研究提出将MAI分子聚集体作为钙钛矿太阳能电池中富MAI区域的高效模型，证实其通过氢键实现稳定化及IPFB添加剂的钝化效应。这些聚集体为理解钙钛矿材料提供了相较于平板模型更低计算成本的替代方案。
研究不足
该研究为计算性质，依赖于理论模型，可能无法完全反映所有实验条件或实际钙钛矿太阳能电池的复杂性。
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碘化甲铵高阶聚集体的结构与性质对卤化物钙钛矿太阳能电池的影响
DOI：10.1134/s0036024419110360
期刊：Russian Journal of Physical Chemistry A
出版年份：2019
更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要：
近年来，有机-无机卤化物钙钛矿太阳能电池因其卓越的功率转换效率（PCE）和简便的合成工艺备受关注。尽管其PCE持续提升令光伏学界惊叹，但许多基础结构与理论问题仍悬而未决，阻碍了我们对这种迷人材料的理解。碘化甲铵（MAI）是制备原型材料CH3NH3PbI3类卤化物钙钛矿的重要前驱体，部分MAI可能残留在CH3NH3PbI3层中形成富MAI层，该层被认为会显著影响钙钛矿电池性能。因此有必要重新审视那些在多数钙钛矿研究中常被忽视的MAI结构。本文通过第一性原理计算确定了MAI聚集体的多种替代结构，包括单聚体、二聚体、三聚体、四聚体、五聚体、六聚体、七聚体、八聚体和十聚体结构。这些聚集体结构可作为简化而高效的模型，用以表征钙钛矿电池中通常采用高计算成本的平板模型模拟的富MAI区域。研究发现氢键普遍稳定了MAI聚集体。我们进一步以实验验证的添加剂五氟碘苯（IPFB）为例，研究MAI聚集体与其相互作用，证明MAI聚集体中作为潜在电荷陷阱的碘原子可被该添加剂分子钝化。本研究为富MAI卤化物钙钛矿材料提供了无需高昂计算成本的建模平台。
作者：
Lei Zhang，Bo Wu，Shuai Lin，Jingfa Li
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