化学学报 ›› 2026, Vol. 84 ›› Issue (10): 1591-1600.DOI: 10.6023/A26050151 上一篇 下一篇
研究论文
投稿日期:2026-05-06
发布日期:2026-06-23
基金资助:
Jiadong Liu, Yanbo Liu, Zhaosheng Zhang*(
)
Received:2026-05-06
Published:2026-06-23
Contact:
*E-mail: misaraty@163.com; Tel.: 0312-5079359
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采用第一性原理计算研究了二维(2D)卤化物钙钛矿(PA)2APb2I7 [PA=[CH3(CH2)4NH3]+; A=[C(NH2)3]+ (Gua), [C2H3(NH2)2]+ (Ace)]的晶体结构、电子结构、缺陷性质和光学性质. 结果表明, (PA)2GuaPb2I7表现出更明显的Pb-I-Pb角度畸变和面外褶皱, 而(PA)2AcePb2I7具有更接近线性的面内Pb-I-Pb连接方式. 二者属于直接带隙, 带边态主要由Pb-I无机骨架贡献; (PA)2AcePb2I7带隙较小, 面内有效质量更低, 说明其载流子输运更有利. 缺陷计算显示, (PA)2GuaPb2I7中多个缺陷引入较深能级, 而(PA)2AcePb2I7的低形成能缺陷以浅能级为主, 其深能级Ii表现出较高的形成能和迁移势垒. 光学计算表明, (PA)2AcePb2I7的吸收边红移, 最高光谱极限最大效率(SLME)为22.79%. 结果说明, Ace阳离子有利于改善缺陷能级分布、光吸收响应和本征光伏潜力.
刘佳冬, 刘研博, 张照胜. A位阳离子对二维钙钛矿光电特性的调控机理研究[J]. 化学学报, 2026, 84(10): 1591-1600.
Jiadong Liu, Yanbo Liu, Zhaosheng Zhang. Mechanism of Modulating the Photovoltaic Properties of Two-Dimensional Perovskites via A-Site Cations[J]. Acta Chimica Sinica, 2026, 84(10): 1591-1600.
| Lattice constant/nm | V/nm3 | α=γ/(°) | β/(°) | dPb-I/nm | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| a | b | c | axial | equatorial | average | ||||
| (PA)2GuaPb2I7 | 4.124* | 0.911* | 0.898* | 3.363* | 90* | 93.79* | 0.321* | 0.322* | 0.321* |
| 3.986 | 0.909 | 0.844 | 3.059 | 90 | 91.09 | 0.318 | 0.317 | 0.318 | |
| (PA)2AcePb2I7 | 4.159* | 0.914* | 0.895* | 3.392* | 90* | 94.83* | 0.323* | 0.322* | 0.322* |
| 4.071 | 0.911 | 0.843 | 3.126 | 90 | 92.03 | 0.321 | 0.316 | 0.317 | |
| Lattice constant/nm | V/nm3 | α=γ/(°) | β/(°) | dPb-I/nm | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| a | b | c | axial | equatorial | average | ||||
| (PA)2GuaPb2I7 | 4.124* | 0.911* | 0.898* | 3.363* | 90* | 93.79* | 0.321* | 0.322* | 0.321* |
| 3.986 | 0.909 | 0.844 | 3.059 | 90 | 91.09 | 0.318 | 0.317 | 0.318 | |
| (PA)2AcePb2I7 | 4.159* | 0.914* | 0.895* | 3.392* | 90* | 94.83* | 0.323* | 0.322* | 0.322* |
| 4.071 | 0.911 | 0.843 | 3.126 | 90 | 92.03 | 0.321 | 0.316 | 0.317 | |
| D | λoct | δ/nm | σ2 | |
|---|---|---|---|---|
| (PA)2GuaPb2I7 | 0.015 | 1.019 | 0.011 | 62 |
| (PA)2AcePb2I7 | 0.018 | 1.013 | 0.057 | 41 |
| D | λoct | δ/nm | σ2 | |
|---|---|---|---|---|
| (PA)2GuaPb2I7 | 0.015 | 1.019 | 0.011 | 62 |
| (PA)2AcePb2I7 | 0.018 | 1.013 | 0.057 | 41 |
| Bonds | ICOHP | Angles/(°) | dN—H…I/nm | |
|---|---|---|---|---|
| (PA)2GuaPb2I7 | H(12)—I(1) | -0.35 | 153.3 | 0.268 |
| H(10)—I(1) | -0.35 | 153.3 | 0.268 | |
| H(2)—I(13) | -0.26 | 152.8 | 0.276 | |
| H(18)—I(13) | -0.28 | 154.7 | 0.275 | |
| (PA)2AcePb2I7 | H(1)—I(25) | -0.41 | 152.2 | 0.263 |
| H(36)—I(25) | -0.39 | 151.0 | 0.265 | |
| H(37)—I(13) | -0.24 | 155.8 | 0.283 |
| Bonds | ICOHP | Angles/(°) | dN—H…I/nm | |
|---|---|---|---|---|
| (PA)2GuaPb2I7 | H(12)—I(1) | -0.35 | 153.3 | 0.268 |
| H(10)—I(1) | -0.35 | 153.3 | 0.268 | |
| H(2)—I(13) | -0.26 | 152.8 | 0.276 | |
| H(18)—I(13) | -0.28 | 154.7 | 0.275 | |
| (PA)2AcePb2I7 | H(1)—I(25) | -0.41 | 152.2 | 0.263 |
| H(36)—I(25) | -0.39 | 151.0 | 0.265 | |
| H(37)—I(13) | -0.24 | 155.8 | 0.283 |
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