Unveiling the impact of organic cation passivation on structural and optoelectronic properties of two-dimensional perovskites thin films

Autor(es)

Ribeiro, Israel C. ; Moraes, Pedro Ivo R. ; Bittencourt, Albert F. B. ; Da Silva, Juarez L. F.

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: Applied Surface Science; v. 678, p. 16-pg., 2024-09-04.

Resumo

Several organic cations have been used to passivate perovskite films; however, selecting the optimal cation remains challenging. In this work, we carried out density functional theory calculations to understand the effects induced by 17 different organic cations on the passivation (P-cations) of thin two-dimensional P2(MAn-1)PbnI3n 2 (MA n- 1 )Pb n I 3 n +1 perovskites films, where n = 1 and 2. We found that the interactions between different types of P-cations and the inorganic slab affect the length and angles of the bonds within the inorganic framework (PbI6-octahedra). 6-octahedra). In general, the binding mechanism includes the interactions of organic cations with the inorganic framework, which leads to the accumulation of electron density within the halides, indicative of Br & oslash;nsted-Lowry acid-base interactions. Oxygenated groups facilitate additional H-bond formation through-OH and-COOH groups, promoting the localization of the electron density between layers and improving the energetic stability of the system. Based on the results and analysis, we found that three Pcations might have higher potential for real-life applications, namely 4-fluorophenylethylammonium (FPEA), phenylethylammonium (PEA) and butylammonium (BtA). (AU)

• Processo FAPESP: 22/12778-5 - Ciência computacional de materiais aplicada à seleção de materiais
• Beneficiário: Albert Frederico Barbosa Bittencourt
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 23/12824-0 - Triagem de Catalisadores para a Separação Eletroquímica da Água com Base em Técnicas Computacionais para o Design de Materiais
• Beneficiário: Pedro Ivo Rodrigues Moraes
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 18/21401-7 - EMU concedido no processo 2017/11631-2: cluster computacional de alto desempenho - ENIAC
• Beneficiário: Juarez Lopes Ferreira da Silva
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa Equipamentos Multiusuários
• Processo FAPESP: 17/11631-2 - CINE: desenvolvimento computacional de materiais utilizando simulações atomísticas, meso-escala, multi-física e inteligência artificial para aplicações energéticas
• Beneficiário: Juarez Lopes Ferreira da Silva
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa Centros de Pesquisa em Engenharia
• Processo FAPESP: 17/11937-4 - Rota sustentável para a conversão de metano com tecnologias eletroquímicas avançadas
• Beneficiário: Fabio Coral Fonseca
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa Centros de Pesquisa em Engenharia