钙钛矿太阳能电池电荷载流子弛豫过程的非绝热动力学模拟

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21903023
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    26.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0301.化学理论与方法
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Hybrid organic-inorganic perovskite solar cell has been under considerable investigations due to its low cost and high efficiency. Nonradiative electron-hole recombination reduces carrier lifetime and constitutes the major pathway for charge and energy loss, further insights into this process is essential for achieving higher performance. This project will aim to investigate the relaxation dynamics of photoexcited carriers in perovskites using state-of-the-art nonadiabatic molecular dynamics, thus provides the theoretical guidelines to the experimental optimization of perovskite solar cells. The research mainly includes the following three points: First the applicant will investigate the effects of different point defects on the nonradiative electron-hole recombination process. Then further theoretical investigation will be carried out on how the different temperatures affect the charge recombination process. Finally, the crucial role of pressure in perovskites on the charge carrier relaxation will be elucidated.
有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池以其低成本、高效率等优势成为当前的一项研究热点。非辐射电子-空穴复合会减小载流子寿命,是钙钛矿电池器件能量损失的主要通道,深入理解这类过程对进一步提高钙钛矿电池光电转换效率具有重要意义。本申请项目以钙钛矿电池为研究对象,针对电荷载流子传输中所涉及的非绝热效应,拟探讨钙钛矿材料结构因素对激发态载流子传输过程的影响,从而为实验优化钙钛矿电池器件提供理论支持。研究内容主要包括以下三个方面:1. 探究钙钛矿材料不同点缺陷类型对非辐射电子-空穴复合的影响。2. 从理论角度揭示钙钛矿材料载流子弛豫所具有的反常温度依赖性。3. 系统的调查钙钛矿材料压力因素对电子-空穴复合的影响机制。

结项摘要

有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池因其低成本、高效率等优势成为当前的一项研究热点。非辐射电子-空穴复合是钙钛矿电池器件能量损失的主要通道,深入理解实际因素对这类过程的影响对进一步提高器件光电转换效率具有重要意义。本项目通过采用含时密度泛函理论结合非绝热分子动力学模拟,从原子尺度深入探究了杂化钙钛矿材料反常的温度与压力效应、以及缺陷钝化机制,加深了对太阳能电池器件物理的认识,为实现更高效率的光电转换器件提供了可靠的理论依据和指导。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
How Good Is the Vibronic Hamiltonian Repetition Approach for Long-Time Nonadiabatic Molecular Dynamics?
振动哈密顿重复方法对于长时间非绝热分子动力学有多好?
  • DOI:
    10.1021/acs.jpclett.2c02765
  • 发表时间:
    2022-10
  • 期刊:
    The Journal of Physical Chemistry Letters
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Wei Li;Alexey V. Akimov
  • 通讯作者:
    Alexey V. Akimov
Ab initio nonadiabatic molecular dynamics of charge carriers in metal halide perovskites
金属卤化物钙钛矿中载流子的从头算非绝热分子动力学
  • DOI:
    10.1039/d1nr01990b
  • 发表时间:
    2021-05-25
  • 期刊:
    NANOSCALE
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Li, Wei;She, Yalan;Prezhdo, Oleg V.
  • 通讯作者:
    Prezhdo, Oleg V.
Weak Anharmonicity Rationalizes the Temperature-Driven Acceleration of Nonradiative Dynamics in Cu2ZnSnS4 Photoabsorbers
弱非谐性合理化了 Cu2ZnSnS4 光吸收体中非辐射动力学的温度驱动加速
  • DOI:
    10.1021/acsami.1c21526
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    ACS Applied Materials & Interfaces
  • 影响因子:
    9.5
  • 作者:
    Pingzhi Zhang;Zhufeng Hou;Li Jiang;Jack Yang;Wissam A. Saidi;Oleg V. Prezhdo;Wei Li
  • 通讯作者:
    Wei Li
Atomistic Mechanism of Passivation of Halide Vacancies in Lead Halide Perovskites by Alkali Ions
碱离子钝化卤化铅钙钛矿中卤化物空位的原子机制
  • DOI:
    10.1021/acs.chemmater.0c04188
  • 发表时间:
    2021-02-01
  • 期刊:
    CHEMISTRY OF MATERIALS
  • 影响因子:
    8.6
  • 作者:
    Li, Wei;Zhan, Juan;Prezhdo, Oleg, V
  • 通讯作者:
    Prezhdo, Oleg, V
Identifying and Passivating Killer Defects in Pb-Free Double Cs2AgBiBr6 Perovskite
识别并钝化无铅双 Cs2AgBiBr6 钙钛矿中的致命缺陷
  • DOI:
    10.1021/acs.jpclett.1c03134
  • 发表时间:
    2021-10-25
  • 期刊:
    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY LETTERS
  • 影响因子:
    5.7
  • 作者:
    She, Yalan;Hou, Zhufeng;Li, Wei
  • 通讯作者:
    Li, Wei

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其他文献

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李位的其他基金

有机-无机杂化钙钛矿非谐晶格动力学对激发态载流子传输的影响机制研究
  • 批准号:
    22373033
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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