使基于磷属元素的太阳能吸收体中电荷载流子离域化的因素：对 CuSbSe2 的深入探究
材料科学
2024-01-05 v1
摘要
基于重金属磷属元素阳离子（Sb3+ 和 Bi3+）的无机半导体作为太阳能电池应用中铅卤钙钛矿的潜在无毒且稳定的替代品，受到了广泛关注。这些新型材料日益被发现的一个局限性是载流子局域化，这显著降低了迁移率和扩散长度。在此，我们研究了层状 p\v{r}íbramite CuSbSe2 并发现其具有离域的自由载流子，这通过光学泵浦太赫兹探测光谱和温度依赖的迁移率测量得到了证实。结合理论与实验，我们发现其潜在因素是：1）由于低形变势导致与声学声子的弱耦合，因为晶格畸变主要通过刚性层间运动而非应变原子间键来容纳；2）与光学声子的弱耦合，因为介电常数中的离子贡献相比于电子贡献较低。这项工作为如何识别避免载流子局域化的磷属元素基半导体提供了重要见解。
引用
@article{arxiv.2401.02257,
title = {Factors Enabling Delocalized Charge-Carriers in Pnictogen-Based Solar Absorbers: In-depth Investigation into CuSbSe2},
author = {Yuchen Fu and Hugh Lohan and Marcello Righetto and Yi-Teng Huang and Seán R. Kavanagh and Chang-Woo Cho and Szymon J. Zelewski and Young Won Woo and Harry Demetriou and Martyn A. McLachlan and Sandrine Heutz and Benjamin A. Piot and David O. Scanlon and Akshay Rao and Laura M. Herz and Aron Walsh and Robert L. Z. Hoye},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.02257},
year = {2024}
}
备注
47 pages, 4 figures