立方相 ABX3 卤化物钙钛矿电子与光学性质的第一性原理研究
材料科学
2015-06-17 v1
摘要
利用第一性原理计算，系统研究了立方相 ABX3 (A = Cs, CH3NH3, NH2CHNH2; B = Sn, Pb; X = Cl, Br, I) 型化合物的电子性质。我们发现这些化合物在 R 点具有直接带隙，其中价带顶是 B s-X p 耦合的反键态，而导带底是具有 B p 特征的非键态。我们全面研究了随 A、B 或 X 变化时其性质的化学趋势，这对于理解和优化此类太阳能电池材料至关重要。我们发现：(i) 随着 A 的尺寸增大，ABX3 的带隙将增大；(ii) 当 B 从 Sn 变为 Pb 时，ABX3 的带隙将增大；(iii) 当 X 从 Cl 到 Br 再到 I 变化时，带隙将减小。我们通过分析其能带结构解释了这些趋势。此外，还研究了 ABX3 化合物的光学性质。我们的计算表明，考虑自旋轨道耦合效应对于预测这些卤化物钙钛矿的准确带隙至关重要。我们预测 CH3NH3SnBr3 是一种具有理想带隙和良好光吸收特性的有前途的太阳能电池吸收材料。
引用
@article{arxiv.1309.0070,
title = {First-principles Study On The Electronic And Optical Properties Of Cubic ABX3 Halide Perovskites},
author = {Li Lang and Ji-Hui Yang and Heng-Rui Liu and H. J. Xiang and X. G. Gong},
journal= {arXiv preprint arXiv:1309.0070},
year = {2015}
}