研究目的
研究域宽度对由甲基铵铅碘混合钙钛矿构成的光伏材料中带电壁域性质的影响。
研究成果
研究表明，甲基铵铅碘杂化钙钛矿中的带电铁电畴壁在任何研究宽度下均具有稳定性且畴壁能较低。增大畴壁宽度会线性降低电子带隙，当宽度较大时会导致绝缘体-金属转变。这些发现深化了对带电铁电畴壁及其在光伏领域潜在应用的理解。
研究不足
该研究仅限于第一性原理计算，未包含实验验证。计算中忽略了自旋-轨道耦合及PbI6八面体的旋转。
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通过带电壁的畴宽工程调控杂化钙钛矿的性能
DOI：10.1038/s41524-018-0134-3
期刊：npj Computational Materials
出版年份：2018
更新时间：2025-09-23 15:19:57
摘要：
带电铁电畴壁是具有非凡特性的迷人电学拓扑缺陷。为探索新奇现象，我们通过第一性原理计算研究了甲基铵铅碘混合钙钛矿光伏材料中带电畴壁的畴宽对其性质的影响。研究发现：对于所有测试畴宽（最高达13个晶格常数），此类畴结构均保持稳定且具有极低的畴壁能。随着畴宽增加，电子带隙首先线性减小至≈1.4 eV直至趋近于零（从而实现高效带隙工程），随后体系发生绝缘体-金属转变——当达到最大畴宽时，体系始终保持金属态（尾对尾与头对头两种畴壁均具导电性）。这些现象可通过以下机制解释：(i) 畴壁法向极化分量幅值较小；(ii) 内建电场基本与畴宽无关；(iii) 畴壁间电荷转移可忽略不计。该研究深化了对带电铁电畴壁的认知，尤其拓展了其在卤化物钙钛矿光伏领域的应用潜力。
作者：
Lan Chen，Charles Paillard，Hong Jian Zhao，Jorge í?iguez，Yurong Yang，Laurent Bellaiche
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