First-principles calculations of defects in metal halide perovskites: A performance comparison of density functionals

卤化物 材料科学 钙钛矿(结构) 密度泛函理论 晶体缺陷 空位缺陷 范德瓦尔斯力 半导体 金属卤化物 化学物理 金属 费米能级 混合功能 凝聚态物理 计算化学 结晶学 无机化学 分子 物理 化学 量子力学 光电子学 电子 冶金
作者
Haibo Xue,Geert Brocks,Shuxia Tao
出处
期刊:Physical Review Materials [American Physical Society]
卷期号:5 (12) 被引量:22
标识
DOI:10.1103/physrevmaterials.5.125408
摘要

Metal halide perovskite semiconductors have outstanding optoelectronic properties. Although these perovskites are defect-tolerant electronically, defects hamper their long-term stability and cause degradation. Density functional theory (DFT) calculations are an important tool to unravel the microscopic structures of defects, but results suffer from the different approximations used in the DFT functionals. In the case of metal halide perovskites, qualitatively different results have been reported with different functionals, either predicting vacancy or interstitial point defects to be most dominant. Here, we conduct a comprehensive comparison of a wide range of functionals for calculating the equilibrium defect formation energies and concentrations of point defects in the archetype metal halide perovskite, ${\mathrm{MAPbI}}_{3}$. We find that it is essential to include long-range van der Waals interactions in the functional, and that it is vital to self-consistently optimize structure and volume of all compounds involved in the defect formation. For calculating equilibrium formation energies of point defects in ${\mathrm{MAPbI}}_{3}$ and similar metal halide perovskites, we argue that the exact values of the chemical potentials of the species involved, or of the intrinsic Fermi level, are not important. In contrast to the simple Schottky or Frenkel pictures, we find that the dominant defects are MA and I interstitials, and Pb vacancies.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
手握灵珠常奋笔完成签到,获得积分10
4秒前
机智咖啡豆完成签到 ,获得积分10
5秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
9秒前
12秒前
金光一闪发布了新的文献求助10
15秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
21秒前
MRJJJJ完成签到,获得积分10
26秒前
30秒前
30秒前
30秒前
小海棉完成签到,获得积分10
31秒前
佳期如梦完成签到 ,获得积分10
33秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
34秒前
zzwwill完成签到,获得积分10
35秒前
liguanyu1078完成签到,获得积分10
35秒前
wanglejia完成签到 ,获得积分10
38秒前
Natasha发布了新的文献求助10
46秒前
左丘映易完成签到,获得积分10
54秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
57秒前
58秒前
haochi完成签到,获得积分10
59秒前
范冰冰发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
超级砖家完成签到,获得积分10
1分钟前
MYC007完成签到 ,获得积分10
1分钟前
ken131完成签到 ,获得积分0
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
充电宝应助小马哥采纳,获得10
1分钟前
聪明勇敢有力气完成签到 ,获得积分10
1分钟前
EVEN完成签到 ,获得积分10
1分钟前
我很好完成签到 ,获得积分10
1分钟前
myq完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
liu完成签到,获得积分10
1分钟前
范冰冰完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
whitepiece完成签到,获得积分10
1分钟前
空儒完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高分求助中
(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
Einführung in die Rechtsphilosophie und Rechtstheorie der Gegenwart 1500
NMR in Plants and Soils: New Developments in Time-domain NMR and Imaging 600
Electrochemistry: Volume 17 600
Physical Chemistry: How Chemistry Works 500
SOLUTIONS Adhesive restoration techniques restorative and integrated surgical procedures 500
Energy-Size Reduction Relationships In Comminution 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4952372
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4215092
关于积分的说明 13111329
捐赠科研通 3997049
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2187723
邀请新用户注册赠送积分活动 1202987
关于科研通互助平台的介绍 1115740