Influence of orientational disorder on the optical absorption properties in hybrid metal‐halide perovskite CH3NH3PbI3. A combined DFT/TD‐DFT and experimental study.
Abstrakt
An experimental and theoretical investigation is reported to analyze the relation between the structural and absorption properties of CH3NH3PbI3 in the tetragonal phase. More than 3000 geometry optimizations were performed in order to reveal the structural disorder and to identify structures with the lowest energies. The electronic structure calculations provide an averaged band gap of 1.674 eV, which is in excellent agreement with the experimental value of about 1.6 eV. The simulations of the absorption spectrum for three representative structures with lowest energy reproduced the absorption shoulders observed in the experimental spectra. These shoulders are assigned to excitations having similar orbital characters and involving transitions between hybridized 6s(Pb)/5p(I) orbitals and 6p(Pb) orbitals. The geometries of the three structures were analyzed and the effects of the inorganic frame and the CH3NH3+ cations on the absorption properties were estimated. It was found that both changes in the inorganic frame and the CH3NH3+ cations orientations impact the absorption spectra, by modifying the transitions energies and intensities. This highlights the role of CH3NH3+ cation in influencing the absorption properties of CH3NH3PbI3 and demonstrates that CH3NH3+ cation is one of the key elements explaining the broad and nearly constant absorption spectrum in the visible range.
Cytowania
-
2
CrossRef
-
0
Web of Science
-
2
Scopus
Autorzy (5)
Cytuj jako
Pełna treść
- Wersja publikacji
- Accepted albo Published Version
- Licencja
- Copyright (2019 Wiley‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)
Słowa kluczowe
Informacje szczegółowe
- Kategoria:
- Publikacja w czasopiśmie
- Typ:
- artykuły w czasopismach
- Opublikowano w:
-
CHEMPHYSCHEM
nr 20,
strony 3228 - 3237,
ISSN: 1439-4235 - Język:
- angielski
- Rok wydania:
- 2019
- Opis bibliograficzny:
- Miłosz A., Damian G., Szmytkowski J., Yulia G., Guthmuller J.: Influence of orientational disorder on the optical absorption properties in hybrid metal‐halide perovskite CH3NH3PbI3. A combined DFT/TD‐DFT and experimental study.// CHEMPHYSCHEM -Vol. 20,iss. 23 (2019), s.3228-3237
- DOI:
- Cyfrowy identyfikator dokumentu elektronicznego (otwiera się w nowej karcie) 10.1002/cphc.201900824
- Bibliografia: test
-
- H. J. Snaith, J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4, 3623-3630. otwiera się w nowej karcie
- D. Weber, Z. Naturforsch. B 1978, 33, 1443-1445. otwiera się w nowej karcie
- A. Kojima, K. Teshima, Y. Shirai, T. Miyasaka, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 6050- 6051. otwiera się w nowej karcie
- J. Im, C. Lee, J. Lee, S. Park, N. Park, Nanoscale 2011, 3, 4088-4093. otwiera się w nowej karcie
- H. Kim, C. Lee, J. Im, K. Lee, T. Moehl, A. Marchioro, S. Moon, R. Humphry-Baker, J. Yum, J. E. Moser, et al., Sci. Rep. 2012, 2, 591. otwiera się w nowej karcie
- M. M. Lee, J. Teuscher, T. Miyasaka, T. N. Murakami, H. J. Snaith, Science 2012, 338, 643-648. otwiera się w nowej karcie
- J. H. Noh, S. H. Im, J. H. Heo, T. N. Mandal, S. Il Seok, Nano Lett. 2013, 13, 1764- 1769. otwiera się w nowej karcie
- J. Burschka, N. Pellet, S.-J. Moon, R. Humphry-Baker, P. Gao, M. K. Nazeeruddin, M. Grätzel, Nature 2013, 499, 316. otwiera się w nowej karcie
- M. Liu, M. B. Johnston, H. J. Snaith, Nature 2013, 501, 395-398. otwiera się w nowej karcie
- N. J. Jeon, J. H. Noh, W. S. Yang, Y. C. Kim, S. Ryu, J. Seo, S. Il Seok, Nature 2015, 517, 476-480. otwiera się w nowej karcie
- H. Zhou, Q. Chen, G. Li, S. Luo, T. Song, H.-S. Duan, Z. Hong, J. You, Y. Liu, Y. Yang, Science 2014, 345, 542-546. otwiera się w nowej karcie
- W. S. Yang, J. H. Noh, N. J. Jeon, Y. C. Kim, S. Ryu, J. Seo, S. Il Seok, Science 2015, 348, 1234-1237. otwiera się w nowej karcie
- M. Saliba, T. Matsui, J.-Y. Seo, K. Domanski, J.-P. Correa-Baena, M. K. Nazeeruddin, S. M. Zakeeruddin, W. Tress, A. Abate, A. Hagfeldt, et al., Energy Environ. Sci. 2016, 9, 1989-1997. otwiera się w nowej karcie
- W. S. Yang, B. Park, E. H. Jung, N. J. Jeon, Y. C. Kim, D. U. Lee, S. S. Shin, J. Seo, 10.1002/cphc.201900824 otwiera się w nowej karcie
- Accepted Manuscript ChemPhysChem This article is protected by copyright. All rights reserved. otwiera się w nowej karcie
- E. K. Kim, J. H. Noh, et al., Science 2017, 356, 1376-1379.
- D. Zhao, C. Wang, Z. Song, Y. Yu, C. Chen, X. Zhao, K. Zhu, Y. Yan, ACS Energy Lett. 2018, 3, 305-306. otwiera się w nowej karcie
- F. Brivio, A. B. Walker, A. Walsh, APL Mater. 2013, 1, 042111. otwiera się w nowej karcie
- E. Mosconi, A. Amat, M. K. Nazeeruddin, M. Grätzel, F. De Angelis, J. Phys. Chem. C 2013, 117, 13902-13913. otwiera się w nowej karcie
- C. Quarti, E. Mosconi, F. De Angelis, Chem. Mater. 2014, 26, 6557-6569. otwiera się w nowej karcie
- C. Quarti, E. Mosconi, F. De Angelis, Phys. Chem. Chem. Phys. 2015, 17, 9394-9409. otwiera się w nowej karcie
- L. D. Whalley, J. M. Frost, Y.-K. Jung, A. Walsh, J .Chem. Phys. 2017, 146, 220901. otwiera się w nowej karcie
- S. X. Tao, X. Cao, P. A. Bobbert, Sci. Rep. 2017, 7, 14386. otwiera się w nowej karcie
- J. M. Frost, K. T. Butler, A. Walsh, APL Mater. 2014, 2, 081506. otwiera się w nowej karcie
- A. M. A. Leguy, J. M. Frost, A. P. Mcmahon, V. G. Sakai, W. Kockelmann, C. Law, X. Li, F. Foglia, A. Walsh, B. C. O'Regan, et al., Nat. Commun. 2015, 6, 7124. otwiera się w nowej karcie
- M. T. Weller, O. J. Weber, P. F. Henry, A. M. Di Pumpo, T. C. Hansen, Chem. Commun. 2015, 51, 4180-4183. otwiera się w nowej karcie
- J. Ma, L.-W. Wang, Nano Lett. 2015, 15, 248-253. otwiera się w nowej karcie
- E. Mosconi, J. M. Azpiroz, F. De Angelis, Chem. Mater. 2015, 27, 4885-4892. otwiera się w nowej karcie
- J. M. Frost, A. Walsh, Acc. Chem. Res. 2016, 49, 528-535. otwiera się w nowej karcie
- J. Li, M. Bouchard, P. Reiss, D. Aldakov, S. Pouget, R. Demadrille, C. Aumaitre, B. Frick, D. Djurado, M. Rossi, et al., J. Phys. Chem. Lett. 2018, 9, 3969-3977. otwiera się w nowej karcie
- L. Qin, L. Lv, C. Li, L. Zhu, Q. Cui, Y. Hu, Z. Lou, F. Teng, Y. Hou, RSC Adv. 2017, 7, 15911-15916. otwiera się w nowej karcie
- H. Kim, J. Hunger, E. Cánovas, M. Karakus, Z. Mics, M. Grechko, D. Turchinovich, S. H. Parekh, M. Bonn, Nat. Commun. 2017, 8, 687. otwiera się w nowej karcie
- W. A. Saidi, S. Poncé, B. Monserrat, J. Phys. Chem. Lett. 2016, 7, 5247-5252. 10.1002/cphc.201900824 otwiera się w nowej karcie
- Accepted Manuscript ChemPhysChem This article is protected by copyright. All rights reserved. otwiera się w nowej karcie
- A. Filippetti, A. Mattoni, Phys. Rev. B 2014, 89, 125203. otwiera się w nowej karcie
- W.-J. Yin, T. Shi, Y. Yan, Adv. Mater. 2014, 26, 4653-4658. otwiera się w nowej karcie
- F. Brivio, K. T. Butler, A. Walsh, M. Van Schilfgaarde, Phys. Rev. B 2014, 89, 155204. otwiera się w nowej karcie
- S. De Wolf, J. Holovsky, S.-J. Moon, P. Löper, B. Niesen, M. Ledinsky, F.-J. Haug, J. Yum, C. Ballif, J. Phys. Chem. Lett. 2014, 5, 1035-1039.
- Y. Tian, I. G. Scheblykin, J. Phys. Chem. Lett. 2015, 6, 3466-3470. otwiera się w nowej karcie
- E. Mosconi, C. Quarti, T. Ivanovska, G. Ruani, F. De Angelis, Phys. Chem. Chem. Phys. 2014, 16, 16137-16144. otwiera się w nowej karcie
- C. Quarti, G. Grancini, E. Mosconi, P. Bruno, J. M. Ball, M. M. Lee, H. J. Snaith, A. Petrozza, F. De Angelis, J. Phys. Chem. Lett. 2014, 5, 279-284. otwiera się w nowej karcie
- A. Poglitsch, D. Weber, J. Chem. Phys. 1987, 87, 6373-6378. otwiera się w nowej karcie
- N. Onoda-Yamamuro, O. Yamamuro, T. Matsuo, H. Suga, J. Phys. Chem. Solids 1992, 53, 277-281. otwiera się w nowej karcie
- F. Zheng, H. Takenaka, F. Wang, N. Z. Koocher, A. M. Rappe, J. Phys. Chem. Lett. 2015, 6, 31-37. otwiera się w nowej karcie
- A. Mattoni, A. Filippetti, C. Caddeo, J. Phys. Condens. Matter 2017, 29, 043001. otwiera się w nowej karcie
- M. A. Carignano, A. Kachmar, J. Hutter, J. Phys. Chem. C 2015, 119, 8991-8997. otwiera się w nowej karcie
- I. Deretzis, B. N. Di Mauro, A. Alberti, G. Pellegrino, E. Smecca, A. La Magna, Sci. Rep. 2016, 6, 24443. otwiera się w nowej karcie
- T. Umebayashi, K. Asai, T. Kondo, A. Nakao, Phys. Rev. B 2003, 67, 155405. otwiera się w nowej karcie
- A. Babayigit, J. D'Haen, H.-G. Boyen, B. Conings, Joule 2018, 2, 1205-1209. otwiera się w nowej karcie
- P. Giannozzi, S. Baroni, N. Bonini, M. Calandra, R. Car, C. Cavazzoni, D. Ceresoli, G. L. Chiarotti, M. Cococcioni, I. Dabo, et al., J. Phys. Condens. Matter 2009, 21, 395502. otwiera się w nowej karcie
- J. P. Perdew, K. Burke, M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865-3868. 10.1002/cphc.201900824 otwiera się w nowej karcie
- Accepted Manuscript ChemPhysChem This article is protected by copyright. All rights reserved. otwiera się w nowej karcie
- C. C. Stoumpos, C. D. Malliakas, M. G. Kanatzidis, Inorg. Chem. 2013, 52, 9019- 9038. otwiera się w nowej karcie
- H. J. Monkhorst, J. D. Pack, Phys. Rev. B 1976, 13, 5188-5192. otwiera się w nowej karcie
- O. B. Malcioǧlu, R. Gebauer, D. Rocca, S. Baroni, Comput. Phys. Commun. 2011, 182, 1744-1754.
- X. Ge, S. J. Binnie, D. Rocca, R. Gebauer, S. Baroni, Comput. Phys. Commun. 2014, 185, 2080-2089. otwiera się w nowej karcie
- D. Głowienka, T. Miruszewski, J. Szmytkowski, Solid State Sci. 2018, 82, 19-23. otwiera się w nowej karcie
- C. Zhu, X. Niu, Y. Fu, N. Li, C. Hu, Y. Chen, X. He, G. Na, P. Liu, H. Zai, et al., Nat. Commun. 2019, 10, 815. otwiera się w nowej karcie
- P. Umari, E. Mosconi, F. De Angelis, Sci. Rep. 2014, 4, 4467. otwiera się w nowej karcie
- C. Motta, F. El-Mellouhi, S. Sanvito, Sci. Rep. 2015, 5, 12746. 10.1002/cphc.201900824 otwiera się w nowej karcie
- Accepted Manuscript ChemPhysChem This article is protected by copyright. All rights reserved. otwiera się w nowej karcie
- Weryfikacja:
- Politechnika Gdańska
wyświetlono 142 razy
Publikacje, które mogą cię zainteresować
New uranium(vi) and isothiouronium complexes: synthesis, crystal structure, spectroscopic characterization and a DFT study
- E. Grabias,
- B. Tarasiuk,
- A. Dołęga
- + 1 autorów
A Novel Ru(II) Polypyridine Black Dye Investigated by Resonance Raman Spectroscopy and TDDFT Calculations
- J. Guthmuller,
- S. Kupfer,
- M. Wachtler
- + 3 autorów
A comparison of structural and luminescence properties of lead(II) coordination polymers with isomeric thiophenecarboxylate ligands
- M. Kowalik,
- J. Masternak,
- K. Kazimierczuk
- + 3 autorów
Ab Initio Study of the Electronic Spectrum of 7-Hydroxyquinoline
- J. Franz,
- S. Peyerimhoff,
- M. Hanrath
- + 2 autorów