空位有序双钙钛矿卤化物的光电与输运性质：第一性原理研究
材料科学
2023-09-13 v1
摘要
在寻找稳定的无铅（Pb）钙钛矿过程中，空位有序双钙钛矿（VODP）ABX 因其无毒、更好的稳定性及独特的光电性质而成为一类很有前景的太阳能收集材料。本文采用先进的第一性原理计算，以系统方式给出若干选定化合物的稳定性与关键物理属性。通过对不同结构原型的凸包与组分相图模拟所进行的细致结构与稳定性分析，揭示了该类材料中 14 个稳定化合物与 1 个亚稳化合物。采用杂化泛函的电子结构计算显示有六种化合物获得位于理想可见光区的带隙。这六种化合物，即 CsSnI、CsPdI、CsTeI、CsTiI、CsPtI 与 CsPdBr，表现出高光吸收（ 10 cm ），从而在薄膜厚度范围内给出高的光谱极限最大效率 SLME（15–23%）。对输运性质的仔细考察揭示极化光学声子散射是限制总体迁移率的主导机制。对极化子激发的进一步分析披露了在低至中等缺陷浓度下形成大极化子的可能性。在高缺陷浓度下，电离杂质散射占据主导。这表明，在合成过程中基于模拟引导控制缺陷浓度可得到用于有望器件应用的理想候选材料。此外，若干选定化合物在室温下表现出中等至高的电子迁移率值（13–63 cmV s）。总体而言，本研究为设计作为未来光电应用无铅潜在候选材料的 VODP 铺就了重要路径。
引用
@article{arxiv.2309.06153,
title = {Optoelectronic and Transport Properties of Vacancy Ordered Double Perovskite Halides: A First-principles Study},
author = {Supriti Ghorui and Jiban Kangsabanik and M. Aslam and Aftab Alam},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.06153},
year = {2023}
}