[發明專利]一種穩定高效有機-無機雜化鈣鈦礦型光吸收材料的篩選方法

在審

• 申請號: 202110537219.5
• 申請日: 2021-05-18
• 公開（公告）號: CN113362914A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 劉冬艷
• 申請（專利權）人: 沈陽大學
• 主分類號: G16C60/00
• 分類號: G16C60/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種穩定高效有機-無機雜化鈣鈦礦型光吸收材料的篩選方法，其特征在于，所述的方法包括如下步驟：

(1)構建原始ABX₃型有機-無機雜化鈣鈦礦型超胞結構骨架；

(2)采用元素替換法，逐個替換A位及B位離子，構建備選結構模型；

(3)計算備選模型的容忍因子，進行結構穩定性篩選，剔除掉結構不穩定的備選模型；

(4)利用第一性原理計算對結構穩定的各備選模型進行充分的結構弛豫，計算其形成能，進行熱力學穩定性篩選，剔除掉熱力學不穩定的備選模型；

(5)利用第一性原理計算備選模型的電子性質及光吸收性質，篩選穩定高效光吸收材料。

2.如權利要求1所述的穩定高效有機-無機雜化鈣鈦礦型光吸收材料的篩選方法，其特征在于，所述步驟(1)中，運用VESTA構建實驗存在的ABX₃型有機無機雜化鈣鈦礦超胞模型，超胞規格為2*2*2。

3.如權利要求1所述的穩定高效有機-無機雜化鈣鈦礦型光吸收材料的篩選方法，其特征在于，所述步驟(2)中A位選取的替換離子為典型一價有機或無機離子，B位則選取典型四價無機離子。

4.如權利要求1所述的穩定高效有機-無機雜化鈣鈦礦型光吸收材料的篩選方法，其特征在于，所述步驟(2)中A位及B位替換原子的濃度范圍為12.5at.％,25at.％,37.5at.％,50at.％,62.5at.％,75at.％,87.5at.％。

5.如權利要求1所述的穩定高效有機-無機雜化鈣鈦礦型光吸收材料的篩選方法，其特征在于所述步驟(3)中，僅保留容忍因子在0.77～1.10之間的備選模型，剔除掉容忍因子在此范圍外的備選模型，且進一步優選容忍因子最接近1.0的結構模型進行后續第一性原理計算。

6.如權利要求1所述的穩定高效有機-無機雜化鈣鈦礦型光吸收材料的篩選方法，其特征在于，其特征在于步驟(4)及步驟(5)中所述的第一性原理計算采用Quantum Espresso軟件完成。

7.如權利要求1所述的穩定高效有機-無機雜化鈣鈦礦型光吸收材料的篩選方法，其特征在于所述的步驟(4)結構弛豫計算過程中采用廣義梯度近似框架(generalizedgradient approximation,GGA)中的Perdew-Burke-Ernzerhof(PBE)方法，平面波截斷能為40Ry，離子步的能量收斂標準為1.0×10^-5Ha，倒空間中K點網格密度取為6×6×6。

8.如權利要求1所述的穩定高效有機-無機雜化鈣鈦礦型光吸收材料的篩選方法，其特征在于所述的步驟(5)電子結構計算過程中主要包括態密度及能帶結構的計算，平面波截斷能為40Ry，能帶結構計算過程中倒空間K點取Line模式，具體路徑為Γ-B-Y-Z-C-D-A-E-Γ。