能带与极化子之争：锑硫属化物中的电荷输运
材料科学
2023-02-20 v2 计算物理
摘要
硫化锑(Sb2S3)与硒化锑(Sb2Se3)是新兴的、地壳储量丰富的光伏吸收层材料。太阳能电池性能强烈依赖于载流子输运性质，但 Sb2X3 中这些性质仍知之甚少。本文通过第一性原理密度泛函理论与玻尔兹曼输运计算，研究电子-晶格相互作用及载流子迁移率的理论极限，报道了 Sb2X3 中的类能带输运。我们证明 Sb2X3 中的输运由大极化子主导，其具有中等强度的 Fröhlich 耦合常数(~2)、大的极化子半径(跨越数个晶胞)以及高载流子迁移率(电子与空穴的各向同性平均值均 >10)。室温迁移率本质上受极性声子模散射限制，并在高缺陷样品中进一步降低。我们的研究确认 Sb2X3 太阳能电池的性能不受本征自陷俘限制。
引用
@article{arxiv.2206.15389,
title = {Band Versus Polaron: Charge Transport in Antimony Chalcogenides},
author = {Xinwei Wang and Alex M. Ganose and Seán R. Kavanagh and Aron Walsh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.15389},
year = {2023}
}