面向光伏应用的缺陷型钙钛矿 A2BX6 的计算研究
材料科学
2020-04-24 v2
摘要
基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理方法,对无铅钙钛矿的结构、电子和光学性质进行了全面研究。计算针对 A2BX6 型化合物进行,其中 A=Rb、Cs;B=Sn、Pd、Pt;X=Cl、Br、I。计算所得结构参数(晶格常数与键长)与实验吻合良好。计算得到的带隙显示所有这些化合物均呈半导体特征,且带隙能量随卤素离子依次由 Cl 到 Br、Br 到 I 变化而减小。然而,对于 B 位阳离子的改变,带隙随阳离子由 Pd 经 Sn 到 Pt 而增大。最可能适用的化合物 Rb2PdBr6 与 Cs2PtI6 的带隙处于单结光伏应用最优范围 0.9–1.6 eV 内。还研究了介电常数、光学电导率和吸收系数的最优值所表征的光学性质,光子能量上限为 10 eV。结果表明,改变卤素离子(Cl 换为 Br、Br 换为 I)时光学性质发生显著变化。Rb2PdI6 与 Cs2PtI6 具有最大介电常数和高光学吸收。A2BX6 钙钛矿理想的带隙、高介电常数和适宜吸收等独特光电性质,可高效用于设计高性能单结与多结钙钛矿太阳能电池。
引用
@article{arxiv.2002.07543,
title = {Computational Study of Defect variant Perovskites A2BX6 for Photovoltaic Applications},
author = {M. Faizan and K. C. Bhamu and S. H. Khan and G. Murtaza and Xin He},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.07543},
year = {2020}
}
备注
25 pages, 12 Figures, 4 Tables