无铅双钙钛矿中的能带工程

Gregor Kieslich博士的文章

混合双钙钛矿作为一种不含铅的替代材料,近年来在光伏领域得到了广泛的关注。全日空航空公司PBI.具有通式A的双钙钛矿B’X,双铅2 +阳离子被一个单价b'和一个三价b'阳离子有效地取代。在混合无机-有机-钙钛矿的众多迷人特性中,可以说,正是这种强光吸收率和长载流子寿命的结合使得它们在光伏应用和光发射装置中变得如此有趣。近年来[CH]的实验和理论研究全日空航空公司PBI显示了带隙的直接间接特征,[CH全日空航空公司PBI显示出一个直接带隙,其能量仅比间接带隙高约47-60MeV。大概,这就是强吸收和长电荷载流子寿命悖论的起源。当我们把注意力转向无铅双钙钛矿时,例如[ch全日空航空公司]KBICL和[CH全日空航空公司]阿布比尔显示间接带隙,因此不利于光吸收特性。D最近研究了导致这种材料中间接带隙的对称失配。O斯坎伦和A.Zunger理论上。2,3因此,提问很重要:在双钙钛矿中实验设计一个直接带隙是可能的吗?

在最近的文章中材料层位,’双钙钛矿中间接直接带隙跃迁的设计',TM麦昆和同事们已经解决了这个重要问题,研究固溶体CS阿金1-x某人X作为一个典型的例子。通过明智地选择b'和b',CS中的直接带隙阿格辛尔已经实现。美在于概念的简单性——对乐队理论的理解,带的对称性和形成S-类型和-键入字符,请参阅图1。沿着固溶体CS前进阿金1-x某人X,价带基本不变,而导带的性质则不断地从S-类型为-键入字符。显然,氯离子的使用以及带隙大于3.5 eV的固体的离子特性限制了铯的应用。阿格辛尔在光电领域。然而,结果描述了一个教科书的例子,如何操纵晶体材料的性能,并为在该领域的发展打开了令人兴奋的机会。例如,我们可以很容易地想象一个关于势A的计算筛选研究。B’X通过使用基于对称的描述符。此外,重要的是要注意,那个波段工程是材料科学相关领域的共同概念,新利手机客户端比如热电和磁性材料,一般来说,它是固态化学家常用的工具。因此,令人耳目一新的是,在过去的十年中,乐队工程已经成为材料科学最令人着迷的发展之一。新利手机客户端

图1.轨道重叠示意图()以及能量作为K对于S和P-σ轨道带()在一条直线链中。

〔1〕F世界环境学会,Z.邓S.太阳f.解G.Kieslichd.M伊万斯Ma.CarpenterP.d.布里斯托a.K奇塔姆合成,一种无铅混合无机-有机双钙钛矿(MA)的结构与电子性能KBICL(MA=甲基铵)马特。Horiz。 二千零一十六,三,328。

〔2〕Cn.名词香薄荷,a.沃尔什和DOscanlon“无铅卤化物双钙钛矿能支持高效太阳能电池吗?”ACS能源公司。 2016,1,949。

[3 ] X.G。赵d.杨是的。太阳T锂,L.张L.于a.Zunger“卤化物-钙钛矿太阳能吸收剂中的铜”J是。化学。SOC。 二千零一十七,139,6718。

〔4〕TThao TranJR.PanellaJR.ChamorroJR.MoreyTM麦奎因双钙钛矿中间接直接带隙跃迁的设计马特。Horiz。 二千零一十七,doi:10.1039/c7mh00239d。

Gregor Kieslich博士是化学系的Liebig研究员,新利手机客户端慕尼黑理工大学社区委员会对于材料层位.他是一名无机化学家,专注于功能固体和混合框架中的晶体化学和结构-性质关系:新利手机客户端https://kieslichresearch.wordpress.com网站/

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