Influence of orientational disorder on the optical absorption properties in hybrid metal‐halide perovskite CH3NH3PbI3. A combined DFT/TD‐DFT and experimental study. - Publikacja - MOST Wiedzy

Wyszukiwarka

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

Cytuj jako

Pełna treść

pobierz publikację
pobrano 49 razy
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
  1. H. J. Snaith, J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4, 3623-3630. otwiera się w nowej karcie
  2. D. Weber, Z. Naturforsch. B 1978, 33, 1443-1445. otwiera się w nowej karcie
  3. A. Kojima, K. Teshima, Y. Shirai, T. Miyasaka, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 6050- 6051. otwiera się w nowej karcie
  4. J. Im, C. Lee, J. Lee, S. Park, N. Park, Nanoscale 2011, 3, 4088-4093. otwiera się w nowej karcie
  5. 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
  6. M. M. Lee, J. Teuscher, T. Miyasaka, T. N. Murakami, H. J. Snaith, Science 2012, 338, 643-648. otwiera się w nowej karcie
  7. 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
  8. 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
  9. M. Liu, M. B. Johnston, H. J. Snaith, Nature 2013, 501, 395-398. otwiera się w nowej karcie
  10. 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
  11. 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
  12. 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
  13. 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
  14. 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
  15. Accepted Manuscript ChemPhysChem This article is protected by copyright. All rights reserved. otwiera się w nowej karcie
  16. E. K. Kim, J. H. Noh, et al., Science 2017, 356, 1376-1379.
  17. 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
  18. F. Brivio, A. B. Walker, A. Walsh, APL Mater. 2013, 1, 042111. otwiera się w nowej karcie
  19. 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
  20. C. Quarti, E. Mosconi, F. De Angelis, Chem. Mater. 2014, 26, 6557-6569. otwiera się w nowej karcie
  21. C. Quarti, E. Mosconi, F. De Angelis, Phys. Chem. Chem. Phys. 2015, 17, 9394-9409. otwiera się w nowej karcie
  22. L. D. Whalley, J. M. Frost, Y.-K. Jung, A. Walsh, J .Chem. Phys. 2017, 146, 220901. otwiera się w nowej karcie
  23. S. X. Tao, X. Cao, P. A. Bobbert, Sci. Rep. 2017, 7, 14386. otwiera się w nowej karcie
  24. J. M. Frost, K. T. Butler, A. Walsh, APL Mater. 2014, 2, 081506. otwiera się w nowej karcie
  25. 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
  26. 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
  27. J. Ma, L.-W. Wang, Nano Lett. 2015, 15, 248-253. otwiera się w nowej karcie
  28. E. Mosconi, J. M. Azpiroz, F. De Angelis, Chem. Mater. 2015, 27, 4885-4892. otwiera się w nowej karcie
  29. J. M. Frost, A. Walsh, Acc. Chem. Res. 2016, 49, 528-535. otwiera się w nowej karcie
  30. 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
  31. 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
  32. 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
  33. W. A. Saidi, S. Poncé, B. Monserrat, J. Phys. Chem. Lett. 2016, 7, 5247-5252. 10.1002/cphc.201900824 otwiera się w nowej karcie
  34. Accepted Manuscript ChemPhysChem This article is protected by copyright. All rights reserved. otwiera się w nowej karcie
  35. A. Filippetti, A. Mattoni, Phys. Rev. B 2014, 89, 125203. otwiera się w nowej karcie
  36. W.-J. Yin, T. Shi, Y. Yan, Adv. Mater. 2014, 26, 4653-4658. otwiera się w nowej karcie
  37. F. Brivio, K. T. Butler, A. Walsh, M. Van Schilfgaarde, Phys. Rev. B 2014, 89, 155204. otwiera się w nowej karcie
  38. 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.
  39. Y. Tian, I. G. Scheblykin, J. Phys. Chem. Lett. 2015, 6, 3466-3470. otwiera się w nowej karcie
  40. E. Mosconi, C. Quarti, T. Ivanovska, G. Ruani, F. De Angelis, Phys. Chem. Chem. Phys. 2014, 16, 16137-16144. otwiera się w nowej karcie
  41. 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
  42. A. Poglitsch, D. Weber, J. Chem. Phys. 1987, 87, 6373-6378. otwiera się w nowej karcie
  43. N. Onoda-Yamamuro, O. Yamamuro, T. Matsuo, H. Suga, J. Phys. Chem. Solids 1992, 53, 277-281. otwiera się w nowej karcie
  44. 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
  45. A. Mattoni, A. Filippetti, C. Caddeo, J. Phys. Condens. Matter 2017, 29, 043001. otwiera się w nowej karcie
  46. M. A. Carignano, A. Kachmar, J. Hutter, J. Phys. Chem. C 2015, 119, 8991-8997. otwiera się w nowej karcie
  47. 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
  48. T. Umebayashi, K. Asai, T. Kondo, A. Nakao, Phys. Rev. B 2003, 67, 155405. otwiera się w nowej karcie
  49. A. Babayigit, J. D'Haen, H.-G. Boyen, B. Conings, Joule 2018, 2, 1205-1209. otwiera się w nowej karcie
  50. 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
  51. J. P. Perdew, K. Burke, M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865-3868. 10.1002/cphc.201900824 otwiera się w nowej karcie
  52. Accepted Manuscript ChemPhysChem This article is protected by copyright. All rights reserved. otwiera się w nowej karcie
  53. C. C. Stoumpos, C. D. Malliakas, M. G. Kanatzidis, Inorg. Chem. 2013, 52, 9019- 9038. otwiera się w nowej karcie
  54. H. J. Monkhorst, J. D. Pack, Phys. Rev. B 1976, 13, 5188-5192. otwiera się w nowej karcie
  55. O. B. Malcioǧlu, R. Gebauer, D. Rocca, S. Baroni, Comput. Phys. Commun. 2011, 182, 1744-1754.
  56. X. Ge, S. J. Binnie, D. Rocca, R. Gebauer, S. Baroni, Comput. Phys. Commun. 2014, 185, 2080-2089. otwiera się w nowej karcie
  57. D. Głowienka, T. Miruszewski, J. Szmytkowski, Solid State Sci. 2018, 82, 19-23. otwiera się w nowej karcie
  58. 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
  59. P. Umari, E. Mosconi, F. De Angelis, Sci. Rep. 2014, 4, 4467. otwiera się w nowej karcie
  60. C. Motta, F. El-Mellouhi, S. Sanvito, Sci. Rep. 2015, 5, 12746. 10.1002/cphc.201900824 otwiera się w nowej karcie
  61. 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

Meta Tagi