钙钛矿 CsSnI$_{3-x}$Cl$_x$（x = 0, 1, 2, 3）的电子、光学与弹性性质：基于第一性原理研究

采用 GGA、SCAN 和 HSE06 从头算方法分析了 $\alpha$-、$\beta$- 和 $\gamma$-相族钙钛矿 CsSnI$_{3-x}$Cl$_x$（x = 0, 1, 2, 3）的结构、电子、光学与弹性性质。发现 CsSnI$_{3-x}$Cl$_x$ 的晶格常数随阴离子尺寸从 I 到 Cl 减小而减小，且从 CsSnI$_3$ 到 CsSnCl$_3$ 时，带隙宽度起初略微减小而后增大。评估了光学特性，发现与其他 Cl 浓度相比，$x=1$ 时 CsSnI$_{3-x}$Cl$_x$ 的 $\alpha$-、$\beta$-相具有宽吸收范围与高吸收系数。计算了 $\alpha$-CsSnI$_{3-x}$Cl$_x$ 钙钛矿的弹性常数，并考量了其在 0 至 30 GPa 压力范围内（外压以 5 GPa 为步长递增）的体积模量、剪切模量、声速与德拜温度。依据 Born 稳定性判据与低体积模量，发现这些材料为机械稳定的钙钛矿。因此，我们预言 CsSnI$_{3-x}$Cl$_x$ 族钙钛矿是用作太阳能电池光学材料的良好候选。