本网讯 近日，中南大学物理学院童传佳、何军团队与国内外学者在国际高水平著名期刊ACS Energy Letters上发表了题为“Detrimental Defect Cooperativity at TiO₂/CH₃NH₃PbI₃Interface: Decreased Stability, Enhanced Ion Diffusion, and Reduced Charge Lifetime and Transport（界面处的缺陷的有害协同作用：降低稳定性、增强离子迁移、降低载流子寿命和电荷传输）”原创学术论文。中南大学物理学院为该项研究成果第一完成单位以及唯一通讯单位，联培硕士生王凯平为第一作者，童传佳特聘副教授为唯一通讯作者。该研究得到国家自然科学基金、中南大学创新驱动项目以及中南大学高性能计算平台等支持。

基于第一性原理计算，研究团队对钙钛矿材料CH₃NH₃PbI₃和金属氧化物电子传输层材料TiO₂界面的复合缺陷行为进行了密度泛函理论及非绝热分子动力学模拟研究发现，孤立的良性缺陷（TiO₂中的氧空位和MAPbI₃中的碘空位）同时出现在界面处会变得有害，当钙钛矿的碘空位缺陷与二氧化钛中的氧空位缺陷协同作用时，广泛报道的卤化铅钙钛矿的高缺陷耐受性就会被破坏。具体来说，氧空位会促进碘空位扩散到界面并加速碘迁移。通过氧空位引入TiO₂的多余电子会重新局域在相邻的Ti原子周围并引入深缺陷能级作为典型的非辐射复合中心，增强电子振动相互作用，并增加非绝热耦合(NAC)，将电子-空穴复合加速了近一个数量级。

缺陷协同作用的分析为高效钙钛矿太阳能电池的设计提供了重要的见解。因为以往人们的认知当中仅停留在单缺陷的影响下，但是复合缺陷的研究表明双缺陷可能是造成界面稳定性降低和导致钙钛矿太阳能电池性能下降的主要原因，这表明在钙钛矿太阳能电池制备过程中高质量的电子传输层材料如TiO₂同样至关重要，以避免形成氧空位和碘空位缺陷对，从而为制备更加高效的太阳能电池提供理论指导。

（一审：高源鑫 二审：李丹妮 三审：李殷）