Calcolo a primi principi dell’energia di gap della perovskite CH3NH3PbI3 per applicazioni a celle solari

Le perovskiti ibride costituiscono una famiglia di materiali particolarmente promettente per applicazioni fotovoltaiche future, tra queste una delle più studiate è il CH3NH3PbI3. In questo elaborato andremo a studiare il CH3NH3PbI3 mediante calcoli a primi principi, concentrandoci in particolare sul ricavare il valore del gap energetico, il quale rappresenta una quantità fondamentale per determinare l’efficienza di una cella fotovoltaica. Presenteremo e utilizzeremo diverse teorie per i calcoli a primi principi quali DFT e GW, implementate tramite VASP (Vienna Ab initio Simulation Package). La presenza di atomi pesanti obbliga una corretta trattazione a tenere in considerazione dell’accoppiamento spin-orbita, pertanto la teoria più accurata risulterà la SOC-GW (Spin Orbit Coupling - GW ). Il risultato ottenuto con quest’ultima è stato di 1.44 eV, in accordo entro il 7% con il valore sperimentale di 1.55 eV.