华北电力大学团簇和纳米材料研究所关于二维钙钛矿材料的理论研究工作在美国化学会物理化学领域权威期刊J. Phys. Chem. C发表。

二维有机-无机钙钛矿杂化材料在太阳能电池等光电子器件中显示出巨大的应用潜力。然而，由于二维钙钛矿的禁带宽度较宽，稳定性受限，不能很好地应用到太阳能电池中。如何获得高效、稳定的钙钛矿电池材料是研究的重点问题。我们以Dion-Jacobson相钙钛矿为基础，选用二价有机长链分子1,4-phenylenedimethanammonium (PDMA)和1,4-bis (aminomethyl)cyclohexane (BAC)，基于第一性原理计算，对其结构、电学性质和稳定性进行分析研究。结果表明，所研究的二维A’(MA)_n−1B_nX_3n+1钙钛矿与其三维同系物相比具有更高的稳定性，第一性原理动力学研究发现此类钙钛矿在600 K温度下仍具有较高的稳定性。与脂肪族阳离子BAC相比，芳香二铵有机阳离子PDMA对导带的贡献随着层数的增加而逐渐减小。带隙随着层数n的增加而减小，并逐渐接近三维体相材料的带隙值。这些研究结果为寻找具有优良带隙的太阳能电池，提高设备的稳定性提供了理论依据。

文章在线地址：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.jpcc.1c06317