钙钛矿建模
截面上钙钛矿晶体形貌计算机模拟
上钙 钛矿 晶体 的真 实 形貌 见 图 ２ ． ｄ 从 图 ２的模 拟 结果 可 以看 出 ， 有菱 形 、矩 所 形 晶体 是钙 钛 矿棱 面枝 晶不 同 分枝 的 截 面 ， 它们 属 于 同一 晶粒 ； 钙钛 矿 晶 粒 的大 小 可 以根据 截 面 （） ２ 当截面在 两 个 坐标 轴 上 的截 距 离 坐标 原 点 较 远 、在 另 一个 坐 标 轴 上 的截 距离 原 点 较 近 时 ，截 面上 的 晶 体形 貌 见 在 图 ３ 截 面上 钙钛 矿 ． 晶体 的形 貌近 似 于 树枝 状 、 骼状 由于截 面 与 骨 坐 标 平 面不平 行 ，因此 截 面上 的树 枝状 、骨 骼 状
摘
要 ：用 汁算机模拟 的方法研究 ，钙钛矿 晶体 的立体形貌 与截面组织之间 的关系
研究结果表
明． 空间 上钙钛矿 棱面枝晶方式生长 ． 枝晶阃夹杂着其他矿物 ． 晶粒尺寸为几百 一 几千微米 ； 截面上 钙钛矿晶体呈菱形 、 十字形 、 杆壮 ． 这些 晶体不是独立的晶粒 是钙钛矿棱面枝晶分枝晶粒的截面
计 算机模拟 的方法 研究 了钙钛 矿晶体的立体形
貌 与截 面组 织 问 的关 系 ．
每 （ ３ ）
图 ｌ 钙 钛矿 棱 晶立 体 形 貌 示 意 图
Ｆｇ Ｓ ｅｃ ｆ ｈ — ａｔｒ ｆ ｐ ｒｕ ｋｌ ｅ ｄ ｉ ｉ １ ｋ ｌｈ ｏ ｌｅ ３— Ｄ ｐ ｔ ｎｏ ａ ｅｏ ｓ ｉ ｅ ｅｄ ｎ ｒｔ ｅ
关 键 词 ：钙 钍 矿 ： 晶体 形貌 算 机模 拟 计 文献 标 识 码 ：Ａ 中 圈 分 类 号 ：Ｔ ３ Ｆ５ ４ ２
晶体 的 立 体 形 貌 与 截 面 组 织 之 间存 在 着 严 格 的对 应 关 系 ， 至今 尚未 见 到研 究这 方 面 问题 但 的报道 通常 ， 无法 直 接 观察 到晶体 的立 体形 貌
异质结超晶格建模
异质结超晶格建模异质结超晶格是一种近年来在纳米技术领域引起广泛关注的新型材料。
它的特殊结构使得它具有许多独特的物理和化学性质，因此在光电子学、能源存储和传感器等领域有着广泛的应用前景。
本文将介绍异质结超晶格的建模方法以及其在材料科学中的指导意义。
首先，我们来了解一下什么是异质结超晶格。
异质结超晶格可以被看作是由两种或多种不同材料组成的周期性结构。
其中的材料可以是晶体、非晶体、纳米颗粒或者有机杂化体等。
这些材料的特殊排列使得异质结超晶格具有优异的电子、光学和热学性质。
与普通的材料相比，异质结超晶格的电子结构更加复杂，具有更好的载流子输运性能和较高的量子效率。
因此，通过建模异质结超晶格，我们可以更好地理解其基本性质和物理机制。
针对异质结超晶格的建模方法有很多种，其中最常用的是密度泛函理论（DFT）。
DFT是一种基于量子力学原理的计算方法，可以用来计算材料的基态性质，例如能带结构、密度分布和电子局域性等。
利用DFT方法进行异质结超晶格的建模，可以得到其电子结构的详细信息，并且可以预测其电子输运性能和光学响应等。
此外，还可以利用分子动力学（MD）模拟来研究异质结超晶格的力学性能和热学性质等。
对于纳米尺度的异质结超晶格，建模过程中还需要考虑表面效应。
由于纳米材料的表面与体积相比，具有更高的表面能量和更大的表面积，因此表面效应对于纳米材料的物理和化学性质具有很大影响。
在建模纳米异质结超晶格时，需要对材料的表面进行特殊处理，例如通过引入表面修饰剂或者采用等效表面积的方式来模拟表面效应。
这样一来，建模结果将更加准确地反映纳米异质结超晶格的真实性质。
异质结超晶格的建模工作对于材料科学的发展有着重要的指导意义。
首先，通过建模我们可以预测异质结超晶格的性质，并根据需求进行材料的定向设计。
例如，在太阳能电池领域，通过合理设计异质结超晶格的能带结构和载流子输运性能，可以提高太阳能电池的光电转换效率。
其次，建模可以帮助我们更好地理解材料的物理机制和发展趋势。
钙钛矿太阳能电池的光电模拟及器件优化方法
钙钛矿太阳能电池的光电模拟及器件优化方法
光电模拟是指通过数值方法对太阳能电池的光电转换过程进行模拟，以了解器件内部光电子转移、传输和再结合等过程。
通过光电模拟，可以对太阳能电池的性能进行预测和优化，从而提高其光电转换效率和稳定性。
器件优化则是通过改进太阳能电池的材料、结构和工艺等方面的技术，以提高器件的光电转换效率和稳定性。
通过合理的器件优化，可以改善太阳能电池的光电性能，从而提高其在实际应用中的效率和可靠性。
一、光电模拟
1.建立光电模拟模型
钙钛矿太阳能电池的光电模拟模型一般包括两个方面：光电转换模型和器件结构模型。
光电转换模型是指通过数值方法对钙钛矿材料的光电转换过程进行模拟，包括光生电荷产生、传输和再结合等过程。
在建立光电转换模型时，需要考虑材料的能带结构、载流子的扩散长度和寿命等因素，以准确地描述光电转换过程。
2.进行光电模拟计算
在进行光电模拟计算时，可能遇到一些问题，如模型的精度不高、计算时间过长等。
需要不断优化光电模拟模型，以提高模型的精度和计算效率。
可以通过改进数值方法、优化计算算法等途径，不断提高光电模拟模型的准确性和可靠性。
二、器件优化
1.材料优化
钙钛矿太阳能电池的光电性能受材料的影响很大，因此材料的选择和优化是非常重要的。
可以通过改进钙钛矿材料的晶体结构、掺杂杂质等途径，以提高材料的光吸收能力、载流子传输速度等性能，从而改善太阳能电池的光电性能。
2.结构优化
3.工艺优化
太阳能电池的工艺也对其光电性能有很大的影响，因此需要对太阳能电池的工艺进行优化。
可以通过改进制备工艺、控制制备参数等途径，以提高太阳能电池的光电性能。
最新钙钛矿结构及其制备方法
最新钙钛矿结构及其制备方法钙钛矿是一种具有重要应用潜力的新型材料，其具有丰富的物理和化学性质，在太阳能电池、光电器件和光催化等领域有广泛的应用。
最近，钙钛矿结构的研究取得了一系列重要进展，本文将介绍最新的钙钛矿结构及其制备方法。
钙钛矿的一般化学式为ABX3，其中A位是一价金属或有机阳离子，B位是二价金属离子，X位是卤素离子。
钙钛矿晶体结构由三维的金属-卤素八面体网格组成，金属离子和阳离子分布在这个网格中。
钙钛矿结构的一大特点是金属和卤素离子之间的强相互作用，从而使得钙钛矿具有良好的光电性能。
最新的钙钛矿结构研究中，钙钛矿晶体结构的扩展得到了重要突破。
研究人员发现，在普通钙钛矿结构的基础上，通过掺杂和合金化等手段，可以调控晶格的结构、成分以及晶体的相对位置，从而获得具有更优异性能的钙钛矿结构。
例如，通过在A位引入一价阳离子，或者在B位引入双价与三价金属离子，可以调节晶体的电子结构和能带结构，从而实现光电转化效率的提高。
此外，钙钛矿结构中卤素离子的选择也对钙钛矿的性能有重要影响，如通过调节卤素的大小和电负性来改变晶体的能带结构和光学性质等。
钙钛矿的制备方法多种多样，近年来也取得了新的突破。
传统的钙钛矿制备方法主要包括水热法、溶剂热法和溶剂蒸发法等。
这些方法通常需要高温和高压的条件，制备过程复杂，难以控制晶体的尺寸和形貌。
然而，随着纳米材料的发展，一系列新的制备方法被提出，如溶胶-凝胶法、气相沉积法和离子溶液法等。
这些方法不仅制备简单，而且能够控制晶体的尺寸和形貌，从而实现对钙钛矿性能的调控。
另外，还可以通过调控制备过程中的温度、反应物浓度、溶剂的选择和添加表面活性剂等，来进一步调节钙钛矿晶体的性能。
总结起来，最新的钙钛矿结构研究突破了传统的钙钛矿晶体结构，通过调控晶体的结构和成分，实现了钙钛矿性能的优化。
在制备方法方面，新的制备方法不仅简单易行，而且能够实现对钙钛矿晶体尺寸和形貌的精确控制。
这些进展将为钙钛矿在太阳能电池和光电器件等领域的应用提供更多的可能性，有望推动钙钛矿技术的进一步发展和应用。
基于钙钛矿-钙钛矿太阳能电池器件仿真
基于钙钛矿-钙钛矿太阳能电池器件仿真基于钙钛矿/钙钛矿太阳能电池器件仿真近年来，随着全球能源需求的不断增长和对可再生能源的追求，太阳能电池作为一种潜力巨大的可再生能源技术受到了广泛关注。
钙钛矿太阳能电池由于其高转换效率、低制造成本和易加工等特点，成为在太阳能电池领域备受瞩目的技术。
然而，即使钙钛矿太阳能电池的研究和应用正迅速发展，实验上制备和测试太阳能电池仍然是一项耗时耗力的工作。
为了在更短的时间内优化太阳能电池器件的结构和性能，仿真成为一种重要的手段。
针对钙钛矿太阳能电池器件的仿真研究，可以提供新的设计思路，加速新材料的开发和性能优化。
首先，钙钛矿太阳能电池的器件结构包括多个关键部分，如电极材料、电子传输层、钙钛矿层和电解质层等。
利用仿真软件，可以对这些组件的材料和结构进行建模和优化。
例如，可以通过改变电极材料的特性、调整电子传输层的厚度和性质，来提高电池的光电转换效率。
其次，仿真还可以用于研究和优化光伏材料的特性。
钙钛矿太阳能电池的关键是钙钛矿层在光电转换中的作用。
仿真可以帮助我们更好地理解钙钛矿材料的光电性能，并优化其吸收光谱范围和光电转换效率。
例如，可以通过调整钙钛矿晶格结构、改变组分比例或引入掺杂元素来改变其能带结构和光吸收特性。
另外，仿真还可以用于预测和模拟钙钛矿太阳能电池在不同工作条件下的性能。
通过改变光照强度、温度和湿度等参数，仿真可以模拟电池在不同环境下的性能变化。
这有助于我们找到优化电池性能的方法，优化电池的稳定性和可靠性。
除了单个器件的仿真研究，还可以利用仿真来优化太阳能电池的整体系统性能。
太阳能电池阵列的布局、连接方式和工作状态都会对系统的整体性能产生影响。
通过仿真，可以对太阳能电池阵列进行拓扑结构优化，使得整个系统的能源产出达到最大化。
总之，基于钙钛矿/钙钛矿太阳能电池器件的仿真研究具有重要意义。
通过模拟钙钛矿太阳能电池的结构、材料和性能，可以更好地了解其工作机理，并找到优化电池性能的途径。
钙钛矿太阳电池PPT物理模型
在考虑光子循环效应的情况下，利 用平衡模型预测了碘化铅甲基铵 (CH3NH3PbI3)钙钛矿太阳能电池 的效率极限。在模型中，采用了太 阳的AM1.5光谱和实验测量的复折 射率。
The PCE limit of the perovskite cell is about 31%, which approaches to the Shockley-Queisser limit (33%) achievable by gallium arsenide (GaAs) solar cells.
n(x)/p(x)是电子/空穴浓度，D和μ分别是扩散系数和迁移率，G(X) 代表相关位置产生的光激子。 另外:R（x）=0
(a) Samples #1 (Type-1 (p-i-n), efficiency = 15.7%, JSC = 22.7mA/cm2, VOC = 0.85 V, FF = 81%).
激子结合能
关于阐明第一激发的物质是电子空穴对还是自由载流子？？
V. Sundström和他的团队，在2ps的光激发情况下，研究CH3NH3PbI3， 使用超快时间分辨光谱去揭示电子空穴对的分离形成更高能级的移动电 荷的证据。
Paul组在Nature Photonics上的文章Electro-optics of perovskite solar cells 就测量出，CH3NH3PbI3的激子束缚能小于10meV，激子束缚能 非常的小，小于室温下的热动能（26meV），光照后产生的肯定是自由 的载流子。
87% 58% 82%
机器学习能否用在钙钛矿电池的优良特性的寻找？乃至微观物理模型的建立??
1、机器学习（深度学习等）用于寻找更佳的电池参数
已有数据参数 （膜厚、退火时 间、效率等）
三维MAPbBr3钙钛矿LED的制备与光电性能优化
三维MAPbBr3钙钛矿LED的制备与光电性能优化近年来，钙钛矿材料由于其优异的光电性能，成为新一代高效、低成本的光电器件的探究热点之一。
其中，三维MAPbBr3钙钛矿作为一种新型的光电材料，因其奇特的能带结构和优异的光吸纳特性而备受关注。
本文将重点介绍三维MAPbBr3钙钛矿LED的制备方法及光电性能的优化策略。
起首，制备三维MAPbBr3钙钛矿LED的方法有多种，其中最常用的是溶液法。
溶液法制备的过程相对简便，并且适用于大面积的LED制备。
通常的制备流程包括钙源和铅源的溶解、混合、沉淀和退火等步骤。
其中，钙源可以选择CaBr2或CaCl2等化合物，铅源则可以选择PbBr2或PbCl2等化合物。
通过逐渐调整不同溶解度的组分，可以得到不同比例的MAPbBr3钙钛矿材料，从而实现对发光性能的调控。
然而，由于MAPbBr3钙钛矿的不稳定性，其制备过程中易受到环境条件的影响，而导致材料的质量和光电性能的波动。
因此，优化制备过程以获得更高的光电性能成为了关键。
一种常见的优化策略是通过添加有机胺和溶剂处理来提高MAPbBr3钙钛矿的结晶度和稳定性。
有机胺可以作为表面活性剂，与钙钛矿结晶过程中的陷阱态有机分子竞争结合，从而缩减陷阱态密度，提高载流子的迁移率。
此外，通过选用适当的溶剂和溶剂处理方法，也可以改善钙钛矿薄膜的形貌，缩减缺陷，提高光电转换效率。
除了制备过程的优化，进一步提高三维MAPbBr3钙钛矿LED的光电性能，还可从器件结构的优化和界面工程等方面入手。
例如，引入合适的电子传输层和空穴传输层，能够有效提高载流子的注入和传输效率，提高光电转换效率。
同时，通过优化电极材料和界面接触，可以进一步缩减电阻和接触电势差，提高器件的光电性能。
最后，要解决三维MAPbBr3钙钛矿LED的长期稳定性问题，加强对其光衰减、湿度和热稳定性的探究也至关重要。
钙钛矿材料的长期稳定性是影响其商业化应用的关键因素之一。
在提高光电性能的同时，还需要重视材料的稳定性和寿命，以实现对其在照明、显示和能源转换等领域的潜在应用。
钙钛矿建模
利用第一性原理对甲胺碘铅进行结构模拟及性能研究目录摘要 (2)关键词 (2)一、绪论 (2)1.1钙钛矿太阳电池的结构与原理 (2)1.2CH3NH3PbX3钙钛矿的结构和性能 (3)1.3选题的意义 (4)二、CH3NH3PBI3钙钛矿结构的构建 (4)2.1CH3NH3PbI3钙钛矿的主要参数 (4)2.2建立几何模型 (5)2.2.1建立晶格 (5)2.2.2添加原子 (5)2.3利用Reflex模块进行粉末衍射图谱 (6)三、对晶体进行优化结构 (7)3.1结构优化 (7)3.1.1参数设置 (8)3.1.2运行结果显示 (8)3.2能量计算 (9)3.2.1参数设置 (9)3.2.2运行结构显示 (10)3.3计算结果分析 (11)四、CH3NH3PbI3钙钛矿几何结构延伸 (12)4.1Sn的掺杂对钙钛矿电池的能带结构的影响 (13)4.1.1Reflex粉末衍射图 (13)4.1.2几何优化 (14)4.1.3能量计算 (15)4.1.4计算结果分析 (16)4.2掺杂CH3NH3PbI3钙钛矿的几何机构及其分析 (17)4.2.1Reflex粉末衍射图 (18)4.2.2几何优化 (19)4.2.3能量计算 (19)4.2.4计算结果分析 (21)五、结论 (22)六、致谢 (22)参考文献 (22)摘要钙钛矿型甲胺碘铅薄膜太阳能电池因其结构简单、制备成本低廉等优点吸引了科研工作者的关注。
其光电转换效率在近5年内从3.8%迅速提高到15%以上，高于非晶硅的太阳电池效率，被Science评选为2013年十大科学突破之一。
本文主要是用Material Studio通过对CH3NH3PbI3钙钛矿建立晶体模型后，利用第一性原理对有机金属钙钛矿CH3NH3PbI3及其延伸结构进行结构模拟、能带分析和性能研究。
关键词：第一性原理 ; CH3NH3PbI3钙钛矿; 能带结构一、绪论1.1钙钛矿太阳电池的结构与原理钙钛矿是指CaTiO3,化学式是CaTiO3，是一种立方晶系的氧化物，是俄国化学家佩罗夫斯基发现的。
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利用第一性原理对甲胺碘铅进行结构模拟及性能研究目录摘要 (2)关键词 (2)一、绪论 (2)1.1钙钛矿太阳电池的结构与原理 (2)1.2CH3NH3PbX3钙钛矿的结构和性能 (3)1.3选题的意义 (4)二、CH3NH3PBI3钙钛矿结构的构建 (4)2.1CH3NH3PbI3钙钛矿的主要参数 (4)2.2建立几何模型 (5)2.2.1建立晶格 (5)2.2.2添加原子 (5)2.3利用Reflex模块进行粉末衍射图谱 (6)三、对晶体进行优化结构 (7)3.1结构优化 (7)3.1.1参数设置 (8)3.1.2运行结果显示 (8)3.2能量计算 (9)3.2.1参数设置 (9)3.2.2运行结构显示 (10)3.3计算结果分析 (11)四、CH3NH3PbI3钙钛矿几何结构延伸 (12)4.1Sn的掺杂对钙钛矿电池的能带结构的影响 (13)4.1.1Reflex粉末衍射图 (13)4.1.2几何优化 (14)4.1.3能量计算 (15)4.1.4计算结果分析 (16)4.2掺杂CH3NH3PbI3钙钛矿的几何机构及其分析 (17)4.2.1Reflex粉末衍射图 (18)4.2.2几何优化 (19)4.2.3能量计算 (19)4.2.4计算结果分析 (21)五、结论 (22)六、致谢 (22)参考文献 (22)摘要钙钛矿型甲胺碘铅薄膜太阳能电池因其结构简单、制备成本低廉等优点吸引了科研工作者的关注。
其光电转换效率在近5年内从3.8%迅速提高到15%以上，高于非晶硅的太阳电池效率，被Science评选为2013年十大科学突破之一。
本文主要是用Material Studio通过对CH3NH3PbI3钙钛矿建立晶体模型后，利用第一性原理对有机金属钙钛矿CH3NH3PbI3及其延伸结构进行结构模拟、能带分析和性能研究。
关键词：第一性原理 ; CH3NH3PbI3钙钛矿; 能带结构一、绪论1.1钙钛矿太阳电池的结构与原理钙钛矿是指CaTiO3,化学式是CaTiO3，是一种立方晶系的氧化物，是俄国化学家佩罗夫斯基发现的。
钙钛矿太阳能电池结构由掺杂氟SnO2(fluorine-oxide,FTO)导电玻璃、电子传输层（ETM）、钙钛矿吸收层（如CH3NH3PbI3、CH3NH3PbCl3、CH3NH3PbBr3等）、空穴传输层（HTM）和金属对电极组成。
电子传输层（ETM）多为ZnO、TiO2等，空穴传输层（HTM）多为Spiro-OMeTad、FTAA、H3MT、PEDOT、PASS等固态介质材料。
图 1.1 钙钛矿太阳能电池结构示意图当钙钛矿吸收层吸收阳光受激后，产生电子空穴对，激子在吸收层运动至ETM/钙钛矿吸收层/HTM界面后发生分离，电子注入ETM层（阳极），空穴注入到HTM(阴极)，最后经外部电路循环在金属对电极复合形成回路电流。
图1.2 钙钛矿太阳能电池原理示意图1.2CH3NH3PbX3钙钛矿的结构和性能理想钙钦矿结构的化学式为ABX3,属pm-3m空间群,整个结构可以描述为BX6八面体顶点相连形成钙钦矿结构的基本骨架,A位离子填充于所有形成的12配位的空隙中,也可看作A离子与X离子形成立方密堆结构,B位离子填充于八面体空隙中"这种结构具有很强的A一X和B一键平衡键长间的不匹配容忍度,可以通过BX6八面体扭转及A或B离子的位移转化为其他低对称空间群结构。
而其中的有机金属卤化物钙钛矿作为敏化剂近年来被用于研究敏化太阳电池，得到飞速发展。
其化学式为CH3NH3PbX3，其中X=Cl，Br或I。
其中A=CH3NH3，B=Pb，X=Cl，Br或I。
虽然有机无机杂化钙钛矿的晶体结构和原始钙钛矿的结构类似，但取代其晶胞位置的不是一个原子，而是一个有机的原子团。
原子团中含有C-H和N-H 键，这些键不够稳定，导致其空间结构也容易倾斜发生改变，而晶体结构的改变伴随着能量的释放，这就是有机无机钙钛矿的导电原理。
CH3NH3PbX3钙钛矿作为新型染料敏化太阳能电池的关键原料，自2012以来，在国内外太阳能电池材料领域成为新的、重点研究的方向。
而其中CH3NH3PbX3钙钛矿的的晶体结构和光电转换效率是其中的重中之重。
CH3NH3PbX3钙钛矿太阳电池不仅具有较高的能量转换效率，而且其核心光电转换材料具有廉价、可溶液制备的特点，便于采用不需要真空条件的卷对卷技术制备，这为CH3NH3PbX3钙钛矿太阳电池的大规模、低成本制造提供可能。
不仅如此，CH3NH3PbX3钙钛矿太阳电池还可以制备在柔性衬底上，便于应用在各种柔性电子产品中，例如可穿戴的电子设备、折叠式军用帐篷等。
与传统的染料敏化太阳电池相比，CH3NH3PbX3钙钛矿太阳电池不需要液体电解质，不用担心太阳电池的漏液问题。
与有机光伏器件相比，CH3NH3PbX3钙钛矿太阳电池的核心光电转换材料是有机-无机杂化材料，材料的耐候性可能会优于有机光伏器件中使用的有机半导体材料。
这些优点可能会使钙钛矿太阳电池在实际使用中具有比染料敏化太阳电池和有机光伏器件更好的性能稳定性和更长的使用寿命[i]。
基于上述原因，钙钛矿太阳电池具有非常光明的产业化前景，是现有商业太阳电池最有潜力的竞争者。
1.3选题的意义随着节能减排的进行，倡导发展可持续社会，发展和利用新能源都是重中之重。
太阳能作为一种安全、无污染、可再生等优点，具有其特殊的优势。
但是目前太阳能电池由于相对煤炭发电成本高，以及转换效率低等缺点限制其发展规模。
所以研究和发现新的材料作为太阳能电池具有重大意义。
钙钛矿近年来作为一种热门的材料，利用当下先进的计算机模拟软件对、相应的钙钛矿材料进行模拟分析，得知它的晶格参数、性能及各种深入研究有很大帮助。
二、CH3NH3PBI3钙钛矿结构的构建采用基于第一性原理密度泛函理论的平面波赝势方法，对CH3NH3PbI3钙钛矿晶体进行了优化，并对其能带结构，态密度等进行了理论计算。
理论计算主要用到了MS软件中的CASTEP(Cambridge Serial Total Engery Package)模块进行能量计算。
CASTEP是基于密度泛函理论的从头算量子力学程序，利用总能量平面波赝势方法，将离子势用赝势代替，电子波函数通过平面波基组展开，电子-电子的交换和关联作用由局域密度近似（local density approximation,LDA）或广义梯度近似（general gradient approximation,GGA）校正，是目前材料科学计算中使用非常广泛的电子结构计算方法。
经过查阅CH3NH3PbI3钙钛矿相关资料，利用Material Studio对CH3NH3PbI3钙钛矿进行了建模。
2.1CH3NH3PbI3钙钛矿的主要参数利用晶体的空间群、晶格参数以及各原子的坐标建立CH3NH3PbI3钙钛矿几何模型。
具体如下表：表2.1CH3NH3PbI3钙钛矿相关参数空间群P1，空间群代号为13D TriclinicLatticetype晶格参数a=8.8埃 b=8.8埃 c=13.0475埃2.2建立几何模型2.2.1建立晶格首先进入软件，建立3D Atomistic document并建立晶体，选择晶体族群1 P1，在建立集体空间群之后，接下来输入晶胞的参数，根据之前的参数输入如下图。
图2.1晶胞参数设置图2.2.2添加原子通过Build-Add Atoms添加相应的I，Pb原子和CH3NH3基团，从而形成CH3NH3PbI3结构，虽热只加入了一个I，一个Pb，一个CH3NH3基团，但群的对称操作在晶体中补充了剩余原子。
这里，所谓的原子分数坐标是由晶胞所含的结构基元及其在晶胞中的位置决定的。
依次添加完原子后即可得到CH3NH3PbI3钙钛矿几何结构，如下图图2.2CH3NH3PbI3钙钛矿几何结构图2.3利用Reflex模块进行粉末衍射图谱我们可以知道任何晶体都是由原子或者原子团在三维空间按相应的空间集合结构组成，所以不同的晶体就会有不同的X射线衍射图。
利用MS自带的Reflex 模块可以为我们定性、定量的分析的同时，也可以帮我们验证我们的模型是不是准确的，进而进一步研究它的结构。
通过如下图3.4选择Reflex模块下的Power Diffraction 即可得到CH3NH3PbI3钙钛矿几何结构X射线粉末衍射图如图3.5：图2.2粉末衍射设置图图2.3粉末衍射图从图中我们可以看到衍射峰强度主要有四处较突出，可绘出下表表2.3衍射峰强度以及相应的角度衍射峰的衍射角衍射峰强度13.56 81.7914.32 99.8723.67 16.8924.63 20.82三、对晶体进行优化结构3.1结构优化在CASTEP模块下Calculation时会对给出的晶体结构进行优化，优化的过程是通过不断的迭代计算调整原子的坐标、晶胞的参数使结构的总能量最小化的。
通过迭代计算不断减少应力数量级的同时，也使得晶胞内部的应力张量和所施加的外部应力相等，也更加接近真实的材料的结构。
3.1.1参数设置通过在菜单栏下Modules下的CASTEP 中选择calculation，在下拉菜单栏中选择 Geometry Optional ,选择精度为coarse，在Electronic栏中点击More ,在里面设置charge为0.15。
点击Run 运行，就会出现相应的工作进度，在运行时以及完成后，我们可以看到会有文件生成，有代表优化结构步骤的图、优化过程记录运行状态的文档、优化后的结构图以及包含能量、压力、应力的图等。
3.1.2运行结果显示在运行晶体结构优化后，我们可以看到里面文件包含的关于能量收敛的图如下，我们可以看到里面包含着一些能量的变化、外界压力、迭代次数位移的变化等信息。
(a)(b)图3.1优化过程能量图从图中我们可以发现，在优化的过程中表现了收敛，在文档中我们发现图下图的一部分数据也表明我们的优化过程是收敛。
图3.2 文件数据3.2能量计算经过几何优化后，我们得到了较为真实可靠的ch3nh3pbi3型钙钛矿晶体结构，接下来我们继续利用CASTEP模块继续对优化后的结构进行能量计算，同时也可以在分析的过程中出现态密度图。
3.2.1参数设置如下图所示，我们选择Module 中的CASTEP中的calculation ，但是此时我们应该选择下拉单中的Energy 进行能量计算。
图3.3能量计算参数设置3.2.2运行结构显示我们也可以对利用CASTEP中的Analysis 进行分析获得态密度图和能带结构。
通过勾选Analysis对话框中的”Show Dos”即可在一个途中显示出来，如下图：图3.4态密度和能带结构图从图中我们可以的到：1、能带禁带宽度为1.441ev,符合钙钛矿太阳电池吸收层光学性能的要求。