求助，设计空穴传输层材料 可计算哪些物理量用来指导

SharkYYX2025

背景：钙钛矿太阳能电池/有机太阳能电池中，通常是多层结构。如常见的钙钛矿太阳能电池结构中，包括ITO导电玻璃、空穴传输层、钙钛矿、电子传输层、金属电极。
空穴传输材料通常是氧化镍或者有机小分子、有机聚合物分子。原理：钙钛矿在光照下产生激子，激子分离成电子和空穴，空穴传输层材料从钙钛矿中收集空穴并且传输到ITO导电玻璃层。所以接受空穴的能力（即，给出电子的能力）很重要。
如何通过理论计算设计有机分子空穴传输材料，有哪些重要的物理量，可以用来衡量空穴传输材料的优劣？

文献中报道的：HOMO能级（匹配钙钛矿价带顶），重组能（越小越好），电离能，ALIE。请问还有哪些物理量可供参考？谢谢各位老师

附文：重组能，电离能，ALIE
使用Dushin分解重组能和计算Huang-Rhys因子   http://sobereva.com/330
使用Multiwfn超级方便地计算出概念密度泛函理论中定义的各种量   http://sobereva.com/484
使用Multiwfn和VMD绘制平均局部离子化能(ALIE)着色的分子表面图（含视频演示  http://sobereva.com/514

cyh时代

https://solardesign.cn/plat/mate ... a=1&key=organic，可以参考下这个网站是做这种材料光学仿真以及电学仿真的。直接导入参数计算即可，但有些参数需要你自己算或者通过实验得到。
光学仿真输入参数包括器件结构（每层的厚度）、入射光谱以及所有材料的复折射率。其中，复折射率可以从材料库中获得，光谱可以是Solar AM 1.5G光谱或自定义光谱。输出结果包括光学吸收率和反射率、载流子（激子）生成率，以及最大短路电流。共性电学仿真非电极层的输入参数包括相对介电常数、电子亲和能、带隙、电子/空穴迁移率、体/表面SRH复合的少数载流子寿命、Auger复合系数、导带/价带中的有效态密度，以及给体/受体掺杂浓度。
此外，还可以选择从光学输出结果中导入生成率，或者自行输入平均生成率。电极层的输入参数包括功函数和接触类型（肖特基/欧姆接触）。为了模拟瞬态的电流密度-电压（J-V）曲线，需要提供电压扫描范围。为了模拟稳态工作点，需要给定工作电压。其中，相对介电常数、电子亲和能、带隙和有效态密度可以从材料库中获得。瞬态仿真的输出结果包括J-V曲线和特性参数（短路电流、开路电压、填充因子、功率转换效率）。稳态仿真的输出结果包括电子/空穴电流、电子/空穴浓度、电势、非辐射复合和能带图。个性电学仿真钙钛矿材料的额外输入参数包括正/负离子的初始浓度、正/负离子的迁移率和电压扫描速率。瞬态输出结果包括J-V滞回曲线（正向-反向扫描）及相应的特性参数。稳态输出结果除了常规输出外，还包括净离子浓度分布。有机材料的额外输入参数包括激子的非局域化比例、激子寿命、激子迁移率、激子半径和双分子复合系数。稳态输出结果除了常规输出外，还包括激子浓度分布和激子解离概率。隧穿层的额外输入参数包括电子/空穴隧穿系数（相对有效质量）。电路仿真无论是传统电路模型还是新型电路模型，输入参数为实验测得的J-V曲线，输出结果为数值拟合的J-V曲线及拟合误差（均方根误差和平均绝对误差）。此外，传统电路模型的输出结果包括模型的五个参数（短路电流、饱和暗电流、理想因子、串/并联电阻）。新型电路模型的输出结果包括模型的五个参数（体SRH、表面SRH和Auger复合的饱和暗电流、串/并联电阻）以及器件效率损失的定量比例（体SRH复合、表面SRH复合、Auger复合、串/并联电阻）。这个跟你的那个有关，B站也有视频，我之前做过这个不过只是课程设计，哪些参数就用别人的了，没有自己找或者计算，但如果要设计的话，肯定需要知道带隙，介电常数，以及空穴迁移率啥的都很重要，可以通过VASP、CP2K或者QE来计算，不过CP2K不知道可行不可行，我没看过有人算过空穴迁移率，电子浓度啥的，原文链接在这里：https://cpb.iphy.ac.cn/EN/10.1088/1674-1056/ad9017

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cyh时代 发表于 2025-11-9 22:02
https://solardesign.cn/plat/material-library?cata=1&key=organic，可以参考下这个网站是做这种材料光学 ...

好的，我才看到你的回复，非常感谢！