【MS应用实例】达索系统Riichi Kuwahara成果展示：卤化物钙钛矿和巴基球:高效稳定的太阳能电池材料之路

Solar energy plays an increasingly important role in the overall energy production.

市场数据显示，到2020年，以德国、意大利、西班牙、希腊、英国、澳大利亚为首的几个国家从太阳能获得的能源超过5%，有时接近10%。这一进展当然与材料研究有关，必须要高效地将太阳能转化为电能的光伏材料。在过去的几年中，转换效率从2-3%提高到20-25%，在某些情况下提高到40%。

There is still a lot to be done to produce even more efficient converters

BIOVIA的Riichi Kuwahara是最近一篇来自《材料进展》第一性原理的论文《CH3NH3PbI3/C60异质结钙钛矿太阳能电池的光能转换效率》的作者之一。本工作使用BIOVIA Materials Studio DMol³来研究卤化物钙钛矿、MAPbI3和C60巴克球之间界面的转换效率。研究表明，在一定的配准条件下，可达到19%的配准效率。本研究的一个更基本的结果是更好地理解了偶极子在钙钛矿结构中跨越界面的电子转移的作用。本研究为今后利用铁电体和电极化技术提高卤化物钙钛矿太阳能电池的效率奠定了坚实的基础。

图1所示。杂化钙钛矿/富勒烯异质结中MAPbI3和C60的能级图示意图。Eg为MAPbI3的能隙，DE为电子-空穴对的解离能。C60富勒烯的三重简并LUMO具有从LUMO到LUMO+2的三个能级。

进一步的研究表明，巴基球不仅可以提高转化效率，而且可以减少降解，提高空气稳定性。BIOVIA的Riichi Kuwahara是《材料进展》杂志上Li+@C60吸附在甲基铵铅碘化钙钛矿CH3NH3PbI3表面纸上的电子结构的作者之一，这项工作有助于理解MAPbI3钙钛矿稳定的一种特殊机制。

This study looks at doping of surfaces with Li⁺@C₆₀ complexes to suppress surface oxidation of MAPbI₃ perovskite

这项工作是由材料程序包DMol³完成的，表明了为什么改性材料比掺杂锂的钙钛矿更好的空穴导体。Li@C60复合体中一个能量隔离的空穴水平有助于抑制表面氧化，使材料在空气中更稳定。这一结论适用于MAPbI3钙钛矿表面的任何吸附几何形状，使得巴基球成为这种太阳能电池材料的可靠稳定剂。

本文翻译自Dassault Systèmes Bolg, 点击“阅读原文” ，访问原文英文链接。

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