نوع مقاله : پژوهشی
نویسندگان
1 دانشجوی دکتری-گروه فیزیک- دانشکده علوم پایه- دانشگاه شهرکرد-ایران
2 گروه فیزیک، دانشکده علوم پایه ، دانشگاه شهرکرد
چکیده
ﺩﺭ کار حاضر، با استفاده از محاسبات ابتدابه‌ساکن، پروسکایت‌های دوگانه هالیدی دارای تهی‌جای منظم Cs2TiX6 (X = Cl, Br and I) را شبیه‌سازی کرده‌ایم. خواص ساختاری و الکترونی این پروسکایت‌های بر پایه Ti، پایداری بالا و گاف نواری مناسبی برای آنها نشان می‌دهد. گاف نواری مستقیمی که محاسبات پیش‌بینی می‌کند، با افزایش شعاع اتمی هالید کاهش می‌یابد و توافق نسبتاً خوبی با مقادیر نظری و تجربی گزارش‌شده، دارد. همچنین، با محاسبه طیف جذب، تعدادی از ویژگی‌های اپتیکی این مواد مطالعه شده است که جذب اپتیکی عالی این ترکیبات، به‌ویژه پروسکایت یدید، را نشان می‌دهد. این خواص باعث می‌شود که این دسته پروسکایت‌های هالیدی نامزد مناسبی برای کاربردهای فتوولتائیکی باشند.
کلیدواژه‌ها
[1] E Kabir, et al., Renew Sustain Energy Rev 82 (2018) 894–900. https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.09.094
[2] NREL, Best research-cell efficiency chart. https://www.nrel.gov/pv/cell-efficiency.html .
[3] S J Adjogri and E L Meyer, Molecules. 25(21) (2020) 5039. https://doi.org/10.3390/molecules25215039
[4] L Chu, et al., Nano-Micro. Lett. 11(1) (2019) 1-18. https://doi.org/10.1007/s40820-019-0244-6
[5] T. Kirchartz and U Rau, Adv. Energy Mater. 8(28) (2018)1703385. https://dx.doi.org/10.1021/acsenergylett.0c00039
[6] S. Ahmed, et al. ACS Appl Energy Mater, 7(4), (2024) 1382-1397 https://doi.org/10.1021/acsaem.3c02327
[7] A. E. Magdalin, et al. Results Eng, (2023) 101438. https://doi.org/10.1016/j.rineng.2023.101438
[8] X Wang, et al., Mater. Chem. Front. 3(3) (2019) 365-375. https://doi.org/10.1039/C8QM00611C
[9] N S Arul, V D Nithya (eds.) , Revolution of Perovskite, Materials Horizons: From Nature to Nanomaterials, Springer Nature Singapore Pte Ltd, 2020. https://doi.org/10.1007/978-981-15-1267-41
[10] V. Pecunia, et al., Lead-free halide perovskite photovoltaics: Challenges, open questions, and opportunities. APL Mater 8(10) (2020) 100901. https://doi.org/10.1063/5.0022271
[11] Q A Akkerman, and L Manna, ACS Energy Lett. 5(2) (2020) 604-610 https://dx.doi.org/10.1021/acsenergylett.0c00039
[12] X G Zhao, et al., Joule. 2(9) (2018) 1662-1673. https://doi.org/10.1016/j.joule.2018.06.017 .
[13] M. G. Ju, et al., ACS Energy Lett. 3(2) (2018) 297-304. https://doi.org/10.1021/acsenergylett.7b01167
[14] M. Chen, et al., Joule. 2(3) (2018) 558-570. https://doi.org/10.1016/j.joule.2018.01.009
[15] A. Ashfaq, et al. Mater Today Commun, 35, (2023). 106016. https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2023.106016
[16] P. Zhao, et al., Nano. Res. 15(3) (2022) 2697-2705. https://doi.org/10.1007/s12274-021-3801-5
[17] I. Chabri, A. Oubelkacem, and Y. Benhouria, In: E3S Web of Conferences .336(00050) EDP Sciences. (2022). https://doi.org/10.1051/e3sconf/202233600050
[18] S. S. Urmi, et al. Nanomaterials,13(14), (2023) 2100. https://doi.org/10.3390/nano13142100
[19] M. K. Hossain, et al. Adv Electron Mater, (2024) 2400348. https://doi.org/10.1002/aelm.202400348
[20] K. Shivesh, et al. Int J Energy Res 46, (2022)6045. https://doi.org/10.1002/er.7546
[21] M. Mottakin, et al. Optik, 272, (2023) 170232. https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2022.170232
[22] P. Hohenberg, and W. Kohn, J. Phys. Rev. 136 (1964) 864. https://doi.org/10.1103/PhysRev.136.B864
[23] W. Kohn, and L. Sham, J. Phys. Rev. 140 (1965) 1133. https://doi.org/10.1007/978-3-662-10421-7_30 .
[24] E. Runge and E. K. U. Gross, Phys. Rev. Lett. 52 (1984) 997. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.52.997
[25] M. A. L. Marques, et al., Time-dependent density functional theory, LectureNotes in Phys. Spring-verlag, Berlin and Heidelberg, (2006).
[26] D. Rocca, SISSA PhD thesis, unpublished; available on the web at URL: http://www.sissa.it/cm/thesis/2007/Dario Rocca PhD Thesis.pdf
[27] D. Rocca, et al., J Chem Phys 128 (2008) 154105. https://doi.org/10.1063/1.2899649
[28] O. B. Malcıoglu, R. Gebauer, D. Rocca, and S. Baroni Comput Phys Comm 182(8) (2011) 1744-1754. https://doi.org/10.1016/j.cpc.2011.04.020
[29] X. Ge et al., Comput. Phys. Comm. 185(7), (2014), 2080-2089. https://doi.org/10.1016/j.cpc.2014.03.005
[30] X. Qian, et al., Phys. Rev. B 73 (2006) 035408. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.73.035408
[31] M. Martynow, et al., Chem. Phys. Chem. 20(23) (2019) 3228-3237. https://doi.org/10.1002/cphc.201900824
[32] M. Pazoki, and T. Edvinsson, Phys. Rev. B, 100(4) (2019) 045203. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.100.045203
[33] P. Giannozzi, et al., J. Phys.: Condens. Matter. 29(46) (2017) 465901. https://doi.org/10.1088/1361-648X/aa8f79
[34] P. Giannozzi, et al., J. Chem. Phys. 152(15) (2020) 154105. https://doi.org/10.1063/5.0005082
[35] B. Walker, and R. Gebauer, J. Chem. Phys. 127 (2007) 164106. http://dx.doi.org/10.1063/1.2786999 .
[36] J. P. Perdew, K. Burke, and M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett. 77 (1996) 3865-3868 http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevLett.77.3865
[37] H. J. Monkhorst, and J. D. Pack, Phys. Rev. B 13 (1976) 5188. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.13.5188
[38] F. D. Murnaghan, Natl. cad. Sci. USA, 30 (1944) 244-247. https://doi.org/10.1073/pnas.30.9.244
[39] W. Li, et al., J. Solid State Chem. 284 (2020) 121213. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2020.121213
[40] K. Chakraborty et al., J. Nano- Electron. Phys. 13(3) (2021) 03009. https://doi.org/10.21272/jnep.13(3).03009.
[41] M. Tsuyama, and S. Suzuki, J. Phy. Soc. Jpn. 88(10) (2019) 104802. https://doi.org/10.7566/JPSJ.88.104802.
[42] C. Kaewmeechai, Y. Laosiritaworn and A. P. Jaroenjittichai, Results Phys, 25 (2021) 104225. https://doi.org/10.1016/j.rinp.2021.104225
[43] J. Euvrard, et al., J. Mater. Chem.A 8(7) (2020) 4049-4054. https://doi.org/10.1039/C9TA13870F
[44] D. Liu, et al., RSC Adv. 10(60) (2020) 36734-36740. https://doi.org/10.1039/D0RA07586H
[45] Q. Mahmood, et al., Mater. Sci. Semicond. Process. 137 (2022) 106180 https://doi.org/10.1016/j.mssp.2021.106180
[46] A. Natik, et al., Solid State Commun. 319 (2020) 114006. https://doi.org/10.1016/j.ssc.2020.114006.
[47] D. Liu, and R. Sa, Opt. Mater. 110 (2020)110497. https://doi.org/10.1016/j.optmat.2020.110497
[48] D. Kong, et al., J. Mater. Chem. C 8(5) (2020) 1591-1597. https://doi.org/10.1039/C9TC05711K
[49] K. Chakraborty, M. G. Choudhury, and S. Paul, Sol. Energy 194 (2019) 886-892. https://doi.org/10.1016/j.solener.2019.11.005
[50] Center for Autonomous Materials Design, Materials Science, Duke University http://www.aflowlib.org/material/?id=aflow:c99de34a4b979aa7.
[51] W. Rahim, et al., Chem. Mater. 32(22) (2020) 9573-9583. https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.0c02806.
[52] A. E. Fedorovskiy, N. A. Drigo, and M. K. Nazeeruddin, Small Methods. 4(5) (2020) 1900426. https://doi.org/10.1002/smtd.201900426
[53] H. A. Maddah, et al., Comput. Mater. Sci. 173 (2020) 109415. https://doi.org/10.1016/j.commatsci.2019.109415
[54] C. Li, et al., Acta Crys. Sect. B: Struct. Sci. 64 (2008) 702-707. https://doi.org/10.1107/S0108768108032734
[55] Z. Xiao, and Y. Yan, Adv. Energy Mater. 7(22) (2017) 1701136. https://doi.org/10.1002/aenm.201701136
[56] R. D. Shannon, Acta Crystallogr. Sect. A 32(5) (1976) 751-767. https://doi.org/10.1107/S0567739476001551
[57] I. Arora, et al., Inorg Chem Commun ,143 (2022) 109700. https://doi.org/10.1016/j.inoche.2022.109700
)