《有機-無機雜化鈣鈦礦光伏材料的相變機制及帶隙調控》是依託昆明理工大學，由馮晶擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：有機-無機雜化鈣鈦礦光伏材料的相變機制及帶隙調控
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：馮晶
- 依託單位：昆明理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
太陽能光伏發電是解決目前日益嚴重的能源與環境問題的一種有效手段，有機-無機雜化鈣鈦礦太陽能電池, 在短短几年內實現了光電轉換效率的飆升,成為目前新型太陽能電池的研究熱點之一。 實驗研究有效促進了材料和器件設計, 加深了對複雜體系的電荷產生、輸運過程的研究, 增強了不同光電領域的交叉發展, 但同時理論研究和機理有待進一步加強。本項目擬通過有機-無機雜化鈣鈦礦材料(CH3NH3PbX3)中主要存在的三種相結構展開理論計算研究，採用第一原理計算獲得有機離子不同取向的能量，通過研究聲子譜和熱力學解釋或揭示相穩定性及不同晶體結構的相變機制。針對MA+離子和FA+離子形成疊層會提高材料的光伏性能進行工作機理研究，闡明其帶隙調控機制，以及通過高通量計算選擇和預測不同陰陽離子對鈣鈦礦光學性質的影響規律，從電子-原子層次上探索與改進新型鈣鈦礦太陽能材料，相關研究能夠加速實現低成本、高效率的新型光伏材料。
結題摘要
太陽能光伏發電是解決目前日益嚴重的能源與環境問題的一種有效手段，有機-無機雜化鈣鈦礦太陽能電池, 在短短几年內實現了光電轉換效率的飆升,成為目前新型太陽能電池的研究熱點之一。實驗研究有效促進了材料和器件設計, 加深了對複雜體系的電荷產生、輸運過程的研究, 增強了不同光電領域的交叉發展, 但同時理論研究和機理有待進一步加強。本項目通過第一性原理計算對有機-無機雜化鈣鈦礦材料光電轉換進行深入研究的同時，提出了幾種新型的有機-無機雜化鈣鈦礦材料，包括CH3NH3CdxPb1-xI3、CH3NH3MgxPb1-xI3、零維鈣鈦礦材料等，並詳細研究了其光學、力學性質。不僅在理論方面，本項目在實驗方面也取得了突破。開發了幾種有機無機雜化鈣鈦礦單晶的製備技術，並成功生長出超過1厘米的大尺寸有機無機雜化鈣鈦礦單晶。利用鈣鈦礦單晶，本項目對其諸多性質進行探究，發現其具有超低熱導與超高熱膨脹，從熱學性能方面對提高鈣鈦礦器件本徵穩定性提出指導，同時提出了鈣鈦礦材料在熱電材料方面的套用潛力。
