掺杂可以有效调控材料的物理和化学性能。课题组对有机无机杂化钙钛矿MAPbI₃进行了富有特色的Pb位掺杂研究（如图）,即采用试验和理论计算相结合的方式相互验证掺杂MAPbI₃材料的能级特性和缺陷性能。在Sb元素掺杂中,详细讨论了掺杂对晶体尺寸等结构以及对光电性能的影响,并合成出层状MA₃Sb₂I₉首次用于正式钙钛矿器件中^[1]。使用外来离子对MAPbI₃掺杂,深入分析了极易移动的Li⁺和I^-离子在外场作用下分布在器件界面及对器件性能的影响,并使用第一性原理理论计算进行了证实,相关工作发表在AdvancedEnergyMaterials2018,8,1701981。^[2]无机钙钛矿材料的光电性能和热稳定性吸引了研究者的注意。但是全无机钙钛矿CsPbX₃的钙钛矿相不稳定,成为其应用需解决的问题之一。其次全无机钙钛矿没有经典有机无机杂化钙钛矿光电转换性能好,成为其应用需解决的另一问题。课题组在CsPbI₂Br全无机钙钛矿中进行了醋酸离子掺杂,第一性原理计算成功的验证了醋酸根修饰的晶界赋予了材料更低的形成能和更稳定的立方钙钛矿结构。其次,醋酸铅掺杂有效的抑制了器件电荷复合,提高了器件传输性能,获得了近12%的光电转换效率和较好的稳定性。相关工作已投交。