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龙图腾网获悉福州大学;福建江夏学院;福建省计量科学研究院(福建省眼镜质量检验站)申请的专利一种ABX₃型钙钛矿中A位离子掺杂改性的预测方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115374649B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-29发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211125610.5，技术领域涉及：G06F30/20；该发明授权一种ABX₃型钙钛矿中A位离子掺杂改性的预测方法是由吴波;姚其鹏;闻健森;蔡奇;萨百晟;邱羽;熊浩;杨爱军;黎健生;陈荣;张隆昆;何智汉;赵艳;王煜设计研发完成，并于2022-09-15向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种ABX₃型钙钛矿中A位离子掺杂改性的预测方法在说明书摘要公布了：本发明涉及ABX3型钙钛矿中A位离子掺杂改性的理论预测方法。包括：分析ABX3型钙钛矿纯物质单胞的晶体结构的稳定性；设计A位阳离子部分置换掺杂取代比例；分别对不同掺杂比例，不同掺杂位点的ABX3型钙钛矿进行优化，以获得能量最低的掺杂点位构型；对每一种掺杂比例的ABX3型钙钛矿的最低能量构型判定其稳定性；分析ABX3型钙钛矿中A位阳离子掺杂改性后，晶胞参数的变化对电子结构的影响规律；对某一掺杂成分及掺杂构型钙钛矿材料的光学性质进行计算和分析，筛选性能优良的材料。本发明能够对ABX3型钙钛矿中A位离子掺杂改性后的结构及性能进行有效预测。

本发明授权一种ABX₃型钙钛矿中A位离子掺杂改性的预测方法在权利要求书中公布了：1.一种ABX3型钙钛矿中A位离子掺杂改性的预测方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤S1、采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法，计算获得ABX3型钙钛矿纯物质单胞的晶体学结构参数，基于容忍因子分析其晶体结构的稳定性； 步骤S2、设计一系列A位阳离子部分置换掺杂的取代比例，然后基于可用的计算资源，构建超晶胞，按掺杂比例的大小，设置取代构型； 步骤S3、设计出同种替代阳离子的不同掺杂比例，对每一掺杂比例，设计取代不同掺杂取代的位点，探索掺杂粒子以近邻聚集存在，或远离均匀态存在，进行各种掺杂构型的第一性原理总能计算，同时获得各种掺杂比例的ABX3型钙钛矿晶体结构，比较各种掺杂点位构型下体系的总能值大小，以获得能量最低的掺杂点位构型； 步骤S31、超晶胞构建完毕后，A位阳离子位点数为NA，超晶胞种A位阳离子位点取代个数为Nd，设计A位阳离子掺杂取代构型时，选定其中一个原子为固定取代位置，即作为参考原点，用组合方法，获得掺杂取代位点构型数量M为： 对ABX3型钙钛矿置换掺杂化合物进行优化离子，优化晶胞，全局优化的分布优化步骤； 步骤S32、根据A位阳离子掺杂化合物优化后的结果，获取其晶格常数的变化，比较各种掺杂点位构型下体系的总能值大小，以获得能量最低的掺杂点位构型； 步骤S4、对每一种掺杂比例的ABX3型钙钛矿的最低能量构型进行容忍因子计算，并根据容忍因子和缺陷形成能来判定其稳定性； 为确定掺杂化合物的稳定性，利用容忍因子和缺陷形成能来对其进行稳定性判定，其中容忍因子t计算公式为： 其中，rA为A位阳离子半径，rB为B位阳离子半径，rX为C位阴离子半径，为计算A位阳离子掺杂化合物的容忍因子，引入不同阳离子的原子比加权平均值用作估算的有效阳离子尺寸； 缺陷形成能Ef＝Edoped-Epure-∑iniμi公式3 其中，Edoped、Epure分别表示的是掺杂化合物和ABX3型钙钛矿原型的形成能，等号右边第三项表示组分变化导致的能量变化，基于原型FAPbI3，对掺杂原子，ni0；对被替代原子，ni0；μi表示相应原子块体状态的化学势能； 步骤S5、对各种掺杂比例的ABX3型钙钛矿最低能量构型的电子结构进行计算分析，包括能带及能带间隙值，态密度、有效质量和电荷密度，分析晶胞参数改变对电子结构的影响； 步骤S6、采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法，对某一掺杂成分及掺杂构型钙钛矿材料的光学性质进行计算和分析，获得介电函数实部和虚部矩阵，以及光吸收光谱、反射光谱、折射光谱和消光光谱； 步骤S7、总结归纳A位阳离子掺杂对ABX3型钙钛矿结构、性能的改性规律，筛选性能优良的材料。

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