Improving the heterointerface in hybrid organic-inorganic perovskite solar cells by surface engineering: Insights from periodic hybrid density functional theory calculations.
DFT
interface
perovskite solar cells
Journal
Journal of computational chemistry
ISSN: 1096-987X
Titre abrégé: J Comput Chem
Pays: United States
ID NLM: 9878362
Informations de publication
Date de publication:
15 Jul 2020
15 Jul 2020
Historique:
received:
07
02
2020
revised:
10
04
2020
accepted:
14
04
2020
pubmed:
1
5
2020
medline:
1
5
2020
entrez:
1
5
2020
Statut:
ppublish
Résumé
A periodic hybrid density functional theory computational strategy is presented to model the heterointerface between the methylammonium lead iodide (MAPI) perovskite and titanium dioxide (TiO
Types de publication
Journal Article
Langues
eng
Sous-ensembles de citation
IM
Pagination
1740-1747Subventions
Organisme : GENCI
ID : A0050810135
Organisme : ITN/COSINE
ID : 765739
Informations de copyright
© 2020 Wiley Periodicals, Inc.
Références
S. A. Kulkarni, S. G. Mhaisalkar, N. Mathews, P. P. Boix, Small Methods 2019, 3, 1800231.
A. Kojima, K. Teshima, Y. Shirai, T. Miyasaka, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 6050.
P. J. Wang, M. Ulfa, T. Pauporté, J. Phys. Chem. C 2018, 122, 1973.
P. J. Wang, Z. P. Shao, M. Ulfa, T. Pauporté, J. Phys. Chem. C 2017, 121, 9131.
A. Leblanc, N. Mercier, M. Allain, J. Dittmer, V. Fernandez, T. Pauporté, Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 16067.
J. Zhang, E. J. Juárez-Pérez, I. Mora-Seró, B. Viana, T. Pauporté, J. Mater. Chem. A 2015, 3, 4909.
H.-S. Kim, C.-R. Lee, J.-H. Im, K.-B. Lee, T. Moehl, A. Marchioro, S.-J. Moon, R. Humphry-Baker, J.-H. Yum, J. E. Moser, M. Grätzel, N.-G. Park, Sci. Rep. 2012, 2, 591.
M. M. Lee, J. Teuscher, T. Miyasaka, T. N. Murakami, H. J. Snaith, Science 2012, 338, 643.
M. Z. Liu, M. B. Johnston, H. J. Snaith, Nature 2013, 501, 395.
J. Burschka, N. Pellet, S.-J. Moon, R. Humphry-Baker, P. Gao, M. K. Nazeeruddin, M. Grätzel, Nature 2013, 499, 316.
J. Zhang, P. Barboux, T. Pauporté, Adv. Energy Mater. 2014, 4, 1400932.
W. Y. Nie, H. Tsai, R. Asadpour, J.-C. Blancon, A. J. Neukirch, G. Gupta, J. J. Crochet, M. Chhowalla, S. Tretiak, M. A. Alam, H.-L. C. Wang, A. D. Mohite, Science 2015, 347, 522.
J. B. You, L. Meng, T.-B. Song, T.-F. Guo, Y. M. Yang, W.-H. Chang, Z. R. Hong, H. J. Chen, H. P. Zhou, Q. Chen, Y. S. Liu, N. De Marco, Y. Yang, Nat. Nanotechnol. 2016, 11, 75.
W. S. Yang, B.-W. Park, E. H. Jung, N. J. Jeon, Y. C. Kim, D. Uk Lee, S. S. Shin, J. Seo, E. K. Kim, J. H. Noh, S. Il Seok, Science 2017, 356, 1376.
D. W. De Quilettes, S. M. Vorpahl, S. D. Stranks, H. Nagaoka, G. E. Eperon, M. E. Ziffer, H. J. Snaith, D. S. Ginger, Science 2015, 348, 683.
P. Gao, M. Grätzel, M. K. Nazeeruddin, Energy Environ. Sci. 2014, 7, 2448.
Y. X. Chen, B. B. Li, W. Huang, D. Q. Gao, Z. Q. Liang, Chem. Commun. 2015, 51, 11997.
J. H. Heo, D. H. Song, H. J. Han, S. Y. Kim, J. H. Kim, D. Kim, H. W. Shin, T. K. Ahn, C. Wolf, T.-W. Lee, S. H. Im, Adv. Mater. 2015, 27, 3424.
J. Seo, S. Park, Y. C. Kim, N. J. Jeon, J. H. Noh, S. C. Yoon, S. Il Seok, Energy Environ. Sci. 2014, 7, 2642.
T.-Y. Yang, G. Gregori, N. Pellet, M. Grätzel, J. Maier, Angew. Chem.-Int. Ed. 2015, 54, 7905.
J.-H. Im, C.-R. Lee, J.-W. Lee, S.-W. Park, N.-G. Park, Nanoscale 2011, 3, 4088.
M. A. Green, A. Ho-Baillie, H. J. Snaith, Nat. Photon. 2014, 8, 506.
https://www.nrel.gov/pv/cell-efficiency.html
J. M. Frost, K. T. Butler, F. Brivio, C. H. Hendon, M. Van Schilfgaarde, A. Walsh, Nano Lett. 2014, 14, 2584.
J. S. Manser, M. I. Saidaminov, J. A. Christians, O. M. Bakr, P. V. Kamat, Acc. Chem. Res. 2016, 49, 330.
G. D. Niu, X. D. Guo, L. D. Wang, J. Mater. Chem. A 2015, 3, 8970.
F. Sahli, J. Werner, B. A. Kamino, M. Bräuninger, R. Monnard, B. Paviet-Salomon, L. Barraud, L. Ding, J. J. D. Leon, D. Sacchetto, G. Cattaneo, M. Despeisse, M. Boccard, S. Nicolay, Q. Jeangros, B. Niesen, C. Ballif, Nat. Mater. 2018, 17, 820.
N. J. Jeon, H. Na, E. H. Jung, T.-Y. Yang, Y. G. Lee, G. Kim, H.-W. Shin, S. Il Seok, J. Lee, J. Seo, Nat. Energy 2018, 3, 682.
K. A. Bush, A. F. Palmstrom, J. Y. Zhengshan, M. Boccard, R. Cheacharoen, J. P. Mailoa, D. P. McMeekin, R. L. Z. Hoye, C. D. Bailie, T. Leijtens, P. L. Marius, C. M. Maxmillian, R. Nicholas, P. Rohit, S. Sarah, H. Duncan, M. Wen, M. Farhad, J. S. Henry, B. Tonio, C. H. Zachary, F. B. Stacey, D. M. Michael, Nat. Energy 2017, 2, 17009.
J. Urieta-Mora, I. García-Benito, A. Molina-Ontoria, N. Martín, Chem. Soc. Rev. 2018, 47, 8541.
L. Calió, S. Kazim, M. Grätzel, S. Ahmad, Angew. Chem.-Int. Ed. 2016, 55, 14522.
P.-K. Kung, M.-H. Li, P.-Y. Lin, Y.-H. Chiang, C.-R. Chan, T.-F. Guo, P. Chen, Adv. Mater. Interfaces 2018, 5, 1800882.
Z. Yu, L. C. Sun, Adv. Energy Mater. 2015, 5, 1500213.
P. Qin, S. Tanaka, S. Ito, N. Tetreault, K. Manabe, H. Nishino, M. K. Nazeeruddin, M. Grätzel, Nat. Commun. 2014, 5, 3834.
E. Yalcin, M. Can, C. Rodriguez-Seco, E. Aktas, R. Pudi, W. Cambarau, S. Demic, E. Palomares, Energy Environ. Sci. 2019, 12, 230.
B. B. Li, Y. N. Chen, Z. Q. Liang, D. Q. Gao, W. Huang, RSC Adv. 2015, 5, 94290.
R. Qiao, L. J. Zuo, J. Mater. Res. 2018, 33, 387.
T. Hu, T. Becker, N. Pourdavoud, J. Zhao, K. O. Brinkmann, R. Heiderhoff, T. Gahlmann, Z. Q. Huang, S. Olthof, K. Meerholz, D. Többens, B. C. Cheng, Y. W. Chen, T. Riedl, Adv. Mater. 2017, 29, 1606656.
S. Olthof, K. Meerholz, Sci. Rep. 2017, 7, 40267.
C. Goh, S. R. Scully, M. D. McGehee, J. Appl. Phys. 2007, 101, 114503.
T. Zhu, J. Su, J. Alvarez, G. Lefèvre, F. Labat, I. Ciofini, T. Pauporté, Adv. Funct. Mater. 2019, 29, 1903981.
T. Le Bahers, T. Pauporté, P. P. Lainé, F. Labat, C. Adamo, I. Ciofini, J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4, 1044.
T. Le Bahers, F. Labat, T. Pauporté, P. P. Lainé, I. Ciofini, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 8005.
A. Szemjonov, T. Pauporté, S. Ithurria, S. Pedetti, N. Lequeux, B. Dubertret, I. Ciofini, F. Labat, J. Mater. Chem. A 2016, 4, 13081.
V. Roiati, E. Mosconi, A. Listorti, S. Colella, G. Gigli, F. De Angelis, Nano Lett. 2014, 14, 2168.
S. T. A. G. Melissen, F. Labat, P. Sautet, T. Le Bahers, Phys. Chem. Chem. Phys. 2015, 17, 2199.
W.-J. Yin, T. T. Shi, Y. F. Yan, Appl. Phys. Lett. 2014, 104, 063903.
J. Even, L. Pedesseau, M.-A. Dupertuis, J.-M. Jancu, C. Katan, Phys. Rev. B 2012, 86, 205301.
L. H. Zhang, P. H.-L. Sit, J. Mater. Chem. A 2017, 5, 23976.
F. De Angelis, Acc. Chem. Res. 2014, 47, 3349.
F. Labat, T. Le Bahers, I. Ciofini, C. Adamo, Acc. Chem. Res. 2012, 45, 1268.
N. Sultana, A. Al Amin, D. Z. Metin, N. Gaston, J. Mater. Sci. 2019, 54, 13594.
E. Mosconi, G. Grancini, C. Roldán-Carmona, P. Gratia, I. Zimmermann, M. K. Nazeeruddin, F. De Angelis, Chem. Mater. 2016, 28, 3612.
M. Abdi-Jalebi, M. I. Dar, A. Sadhanala, S. P. Senanayak, F. Giordano, S. M. Zakeeruddin, M. Grätzel, R. H. Friend, J. Phys. Chem. Lett. 2016, 7, 3264.
R. Lindblad, D. Q. Bi, B.-W. Park, J. Oscarsson, M. Gorgoi, H. Siegbahn, M. Odelius, E. M. Johansson, H. Rensmo, J. Phys. Chem. Lett. 2014, 5, 648.
W. Hao, X. D. Chen, S. Z. Li, J. Phys. Chem. C 2016, 120, 28448.
L. M. She, M. Z. Liu, D. Y. Zhong, ACS Nano 2015, 10, 1126.
C. Quarti, F. De Angelis, D. Beljonne, Chem. Mater. 2017, 29, 958.
W. Geng, C. J. Tong, Z. K. Tang, C. Y. Yam, Y. N. Zhang, W.-M. Lau, L. M. Liu, J. Materiomics 2015, 1, 213.
J. Haruyama, K. Sodeyama, L. Y. Han, Y. Tateyama, Acc. Chem. Res. 2016, 49, 554.
J. Haruyama, K. Sodeyama, L. Y. Han, Y. Tateyama, J. Phys. Chem. Lett. 2014, 5, 2903.
Q. Teng, T. T. Shi, R. Y. Tian, X. B. Yang, Y. J. Zhao, J. Solid State Chem. 2018, 258, 488.
M. M. Tavakoli, P. Yadav, R. Tavakoli, J. Kong, Adv. Energy Mater. 2018, 8, 1800794.
A. Vittadini, A. Selloni, F. P. Rotzinger, M. Grätzel, Phys. Rev. Lett. 1998, 81, 2954.
F. De Angelis, C. Di Valentin, S. Fantacci, A. Vittadini, A. Selloni, Chem. Rev. 2014, 114, 9708.
A. Vittadini, M. Casarin, A. Selloni, Theor. Chem. Acc. 2007, 117, 663.
Y. N. Hao, T. W. Chen, X. Zhang, H. Zhou, Y. C. Ma, J. Chem. Phys. 2019, 150, 224702.
A. Selloni, Nat. Mater. 2008, 7, 613.
T. Kamachi, T. Tatsumi, T. Toyao, Y. Hinuma, Z. Maeno, S. Takakusagi, S. Furukawa, I. Takigawa, K.-I. Shimizu, J. Phys. Chem. C 2019, 123, 20988.
E. Mosconi, E. Ronca, F. De Angelis, J. Phys. Chem. Lett. 2014, 5, 2619.
S. Colella, E. Mosconi, P. Giovanna, A. Alberti, V. L. P. Guerra, S. Masi, A. Listorti, A. Rizzo, G. G. Condorelli, F. De Angelis, G. Gigli, J. Phys. Chem. Lett. 2014, 5, 3532.
W. Geng, C. J. Tong, J. Liu, W. J. Zhu, W.-M. Lau, L. M. Liu, Sci. Rep. 2016, 6, 20131.
R. Dovesi, A. Erba, R. Orlando, C. M. Zicovich-Wilson, B. Civalleri, L. Maschio, M. Rérat, S. Casassa, J. Baima, S. Salustro, B. Kirtman, WIRES Comput. Mol. Sci. 2018, 8, e1360.
R. Dovesi, V. R. Saunders, C. Roetti, R. Orlando, C. M. Zicovich-Wilson, F. Pascale, B. Civalleri, K. Doll, N. M. Harrison, I. Bush, P. D'Arco, M. Llunell, M. Causà, Y. Noël, L. Maschio, A. Erba, M. Rerat, S. Casassa. Crystal, University of Torino, Torino, 2017.
A. Erba, J. Baima, I. Bush, R. Orlando, R. Dovesi, J. Chem. Theory Comput. 2017, 13, 5019.
C. Adamo, V. Barone, J. Chem. Phys. 1999, 110, 6158.
F. Labat, P. Baranek, C. Domain, C. Minot, C. Adamo, J. Chem. Phys. 2007, 126, 154703.
S. Grimme, J. Comput. Chem. 2006, 27, 1787.
J. C. Barthelat, P. Durand, A. Serafini, Mol. Phys. 1977, 33, 159.
J. Berthelat, P. Durand, Gazz. Chim. Ital. 1978, 108, 225.
B. Metz, H. Stoll, M. Dolg, J. Chem. Phys. 2000, 113, 2563.
C. Ricca, A. Ringuedé, M. Cassir, C. Adamo, F. Labat, J. Phys. Chem. C 2019, 123, 12573.
D. M. Newns, Phys. Rev. 1969, 178, 1123.
F. Labat, I. Ciofini, C. Adamo, J. Mater. Chem. 2012, 22, 12205.
P. Persson, M. J. Lundqvist, R. Ernstorfer, W. Goddard, F. Willig, J. Chem. Theory Comput. 2006, 2, 441.
J. Haruyama, K. Sodeyama, I. Hamada, L. Y. Han, Y. Tateyama, J. Phys. Chem. Lett. 2017, 8, 5840.
A. Marchioro, J. C. Brauer, J. Teuscher, M. Grätzel, J.-E. Moser, in Physical Chemistry of Interfaces, Nanomaterials XII, International Society for Optics, Photonics, 2013, 881108.
C. S. Ponseca Jr., T. J. Savenije, M. Abdellah, K. B. Zheng, A. Yartsev, T. Pascher, T. Harlang, P. Chabera, T. Pullerits, A. Stepanov, J.-P. Wolf, V. Sundström, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 5189.
C. S. Ponseca Jr., V. Sundström, Nanoscale 2016, 8, 6249.