9月23日消息,一篇当日提交至arXiv(编号2609.27616)的研究开发了针对二维有机-无机杂化钙钛矿(2D HOIPs)的高通量第一性原理筛选工作流,由Vikrant Chaudhary、Fu Li、Yue Zhao、José A. Márquez、Wei Xie、Claudia Draxl、Zhihua Sun、Hongbin Zhang等八位作者合作完成,团队涉及德国达姆施塔特工业大学材料科学研究所、柏林的高校研究组等机构。
该工作流包含两个并行目标:一是以光谱限制最大效率(SLME)为指标筛选具有光伏潜力的材料;二是通过非线性移位电流计算表征材料的体相光伏响应——移位电流是二维材料中无需p-n结即可产生光生电流的机制,对超薄柔性光伏器件具有潜在价值。
研究对结构多样的二维杂化钙钛矿体系进行了系统扫描,核心发现是有机间隔基的化学组成不仅影响材料的光伏效率潜力,还同时改变移位电流的幅值与光谱峰位。这意味着间隔基工程可作为同时调控线性与非线性光伏响应的设计维度,而不仅是对无机骨架的机械隔离。
论文指出,上述结果展示了高通量第一性原理计算在加速发现具有实验相关性的二维杂化钙钛矿光伏材料方面的潜力。对行业而言,二维钙钛矿相比三维钙钛矿具有更好的环境稳定性,该工作提供的"效率+移位电流"双指标筛选框架,可为实验团队在庞大组分空间中锁定优先合成对象、缩短材料研发周期提供参考。
(来源:arXiv)