【作者】 李有勇； 林海平； 王璐； 董慧龙； 纪玉金；

【Author】 Youyong Li;Haiping Lin;Lu Wang;Huilong Dong;Yujin Ji;Institute of Functional Nano & Soft Materials,Soochow univeristy;

【机构】 苏州大学功能纳米与软物质研究院；

【摘要】 这里我将报告我们最近的一些研究进展,包括将多尺度模拟方法进行结合并应用于不同的材料体系。通过将原子尺度模拟和介观尺度模拟相结合,我们成功的模拟了聚合物太阳能电池、钙钛矿太阳能电池。通过密度泛函理论方法、分子动力学模拟我们对不同纳米材料和生物材料进行了模拟,并阐述了它们结构与功能之间的内在联系以及相应的机制。通过扫描隧道显微镜(STM)表征和第一性原理计算、STM模拟我们得到了CH3NH3PbBr3单晶在低温下的最稳定表面的高分辨图像和原子结构。CH3NH3PbBr3单晶的最稳定表面被确定为CH3NH3分子和Br原子曝露的(010)重构表面。CH3NH3PbBr3单晶的最稳定表面的确定将对未来新一代太阳能电池材料的研发产生重要的指导作用。我们通过结合原子尺度模拟、介观尺度模拟、Graph Theory发展了预测体异质结聚合物太阳能电池的形貌和效率的新方法。我们利用我们的方法研究了影响形貌的重要参数,包括组成比、温度,并给出了实验中不能得到的参数的合理值,对设计BHJ聚合物太阳能电池提供了很好的参数调节方法,包括溶剂效应、添加剂、分子拓扑结构、多元组分的混合等不同参数,从而可以提供设计高效稳定的有机光伏电池的理论基础。更多还原

【Abstract】 Organic-inorganic perovskite is a promising class of materials for photovoltaic applications and light emitting diodes.By using DFT and STM,we are able to determine its reconstructed surface structure of single crystal methylammonium lead bromide CH₃NH₃PbBr₃.And there is a substantial interplay of the orientation of the polar organic cations（CH₃NH₃）⁺ with the position of the hosting anions.This leads to structurally and electronically distinct domains with ferroelectric and antiferroelectric character.We further demonstrate local probing of defects,which may also impact device performance.By combining atomistic simulation,mesoscale simulation and graph theory,we are able to predict the morphology and the efficiency of polymer solar cell.We first perform atomistic molecular dynamics simulation to obtain interaction parameters for the components of the active layer of Organic Photoactive（OPV） devices.Then we perform Dissipative Particle Dynamics（DPD） to obtain equilibrated morphology of the active layer of OPV.Based on the predicted 3D morphology,we estimate the efficiency by using graph theory.更多还原