Anisotropic and Ultralow Phonon Thermal Transport in Organic–Inorganic Hybrid Perovskites: Atomistic Insights into Solar Cell Thermal Management and Thermoelectric Energy Conversion Efficiency

声子 材料科学 热导率 热电效应 各向异性 声子散射 化学物理 热电材料 离子键合 能量转换效率 四方晶系 凝聚态物理 光电子学 热力学 结晶学 离子 晶体结构 光学 复合材料 化学 有机化学 物理
作者
Mingchao Wang,Shangchao Lin
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:26 (29): 5297-5306 被引量:162
标识
DOI:10.1002/adfm.201600284
摘要

Energy‐related functionality and performance of organic–inorganic hybrid perovskites, such as methylammonium lead iodide (MAPbI 3 ), highly depend on their thermal transport behavior. Using equilibrium molecular dynamics simulations, it is discovered that the thermal conductivities of MAPbI 3 under different phases (cubic, tetragonal, and orthorhombic) are less than 1 W m −1 K −1 , and as low as 0.31 W m −1 K −1 at room temperature. Such ultralow thermal conductivity can be attributed to the small phonon group velocities due to their low elastic stiffness, in addition to their short phonon lifetimes (<100 ps) and mean‐free‐paths (<10 nm) due to the enhanced phonon–phonon scattering from highly‐overlapped phonon branches. The anisotropy in thermal conductivity at lower temperatures is found to associate with preferential orientations of organic CH 3 NH 3 + cations. Among all atomistic interactions, electrostatic interactions dominate thermal conductivities in ionic MAPbI 3 crystals. Furthermore, thermal conductivities of general hybrid perovskites MABX 3 (B = Pb, Sn; X = I, Br) have been qualitatively estimated and found that Sn‐ or Br‐based perovskites possess higher thermal conductivities than Pb‐ or I‐based ones due to their much higher elastic stiffness. This study inspires optimal selections and rational designs of ionic components for hybrid perovskites with desired thermal conductivity for thermally‐stable photovoltaic or highly‐efficient thermoelectric energy harvesting/conversion applications.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
3秒前
嘘嘘嘘发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
大模型应助安静的眼神采纳,获得10
4秒前
lisasasasa完成签到,获得积分20
4秒前
pluto应助xie采纳,获得10
4秒前
pluto应助xie采纳,获得10
5秒前
科研通AI6.4应助xie采纳,获得10
5秒前
大气的傲松完成签到,获得积分10
6秒前
leeap完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
7秒前
7秒前
黄卡卡完成签到,获得积分10
8秒前
七月发布了新的文献求助10
8秒前
10秒前
11秒前
avalanche应助炙热从蕾采纳,获得20
11秒前
DJ孙悟空发布了新的文献求助10
12秒前
吴中雪完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
每天都是新的一天完成签到,获得积分10
12秒前
yy发布了新的文献求助10
14秒前
爱听歌的断秋完成签到,获得积分20
14秒前
14秒前
小可发布了新的文献求助10
14秒前
lancer发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
jiangjiarui应助唠叨的汉堡采纳,获得10
16秒前
aaaaaawwwww发布了新的文献求助10
16秒前
大个应助蓝天采纳,获得30
16秒前
17秒前
余慵慵完成签到 ,获得积分10
17秒前
Rose_Yang完成签到 ,获得积分10
18秒前
小马甲应助七月采纳,获得10
19秒前
思源应助研友_8RyzBZ采纳,获得10
20秒前
hzl完成签到 ,获得积分10
20秒前
完美世界应助wwh采纳,获得10
22秒前
1222完成签到,获得积分10
23秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Arthritis and Related Conditions, An Issue of Orthopedic Clinics 1000
Development of a Bridge Weigh-In-Motion System: A technology to convert the bridge response to the passage of traffic into data on vehicle configurations, speeds, times of travel and weights 1000
ズームレンズの光学設計に関する研究 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7287149
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8907097
关于积分的说明 18850012
捐赠科研通 6956199
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3208502
关于科研通互助平台的介绍 2378495
邀请新用户注册赠送积分活动 2184219