一种环境稳定且无铅的硫族钙钛矿
应用物理
2020-06-05 v1 材料科学
摘要
有机-无机卤化物钙钛矿在暴露于湿气和/或光照时本质不稳定。此外，许多钙钛矿中铅的存在引发了毒性担忧。本文报道了 BaZrS3 薄膜，一种无铅硫族钙钛矿。光致发光与 X 射线衍射测量表明，在潮湿环境中 BaZrS3 远比甲基铵铅碘化物 (MAPbI3) 稳定。通过基于密度泛函理论的模拟与计算，比较了 BaZrS3 与 MAPbI3 中由湿气和光引起的降解。模拟揭示 BaZrS3 降解极慢，归因于两个因素——与水的弱相互作用，以及极低的离子迁移率。本文还报道了响应度约 46.5 mA W-1 的 BaZrS3 光探测器件。该器件在环境条件中放置 4 周后仍保留约 60% 的初始光响应。类似的 MAPbI3 器件降解迅速，仅 4 天光响应度即下降约 95%。这些发现确立了 BaZrS3 的优越稳定性，并强化了其在光电子学中应用的论据。本文还展示了利用这些材料进行热电能量转换的新可能。
引用
@article{arxiv.1912.07082,
title = {An Environmentally Stable and Lead-Free Chalcogenide Perovskite},
author = {Tushar Gupta and Debjit Ghoshal and Anthony Yoshimura and Swastik Basu and Philippe K. Chow and Aniruddha S. Lakhnot and Juhi Pandey and Jeffrey M. Warrender and Harry Efstathiadis and Ajay Soni and Eric Osei-Agyemang and Ganesh Balasubramanian and Shengbai Zhang and Su-Fei Shi and Toh-Ming Lu and Vincent Meunier and Nikhil Koratkar},
journal= {arXiv preprint arXiv:1912.07082},
year = {2020}
}