بررسی ساختار و خواص الکترونیکی پروسکایت های هیبریدی Cspbl3 و CH3NH3pbl3 با استفاده از نظریه تابع چگالی و تصحیحات نسبیتی GW

سال انتشار: 1394
نوع سند: مقاله کنفرانسی
زبان: فارسی
مشاهده: 3,444

فایل این مقاله در 26 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

ENERGYBON02_012

تاریخ نمایه سازی: 1 آذر 1394

چکیده مقاله:

پروسکایت های هالیدی هیبریدی امروزه در صنعت ساخت سلولهای خورشیدی بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. این نوع مواد به عنوان جاذب های نوری که در آنها اکسیتون ها تولید می شوند مورداستفاده قرار می گیرند. در این مقاله اشاره ای به خواص ساختاری و الکترونیکی دو پروسکایت CsPbI3 و CH3NH3PbI3 که می توان از آنها در سلول های خورشیدی به ترتیب به عنوان انتقال دهنده حفره و الکترون استفاده کرد خواهیم نمود. بررسی ها نشان داده اند که در دمای اتاق CsPbI3 در فاز ارتورمبیک است و با افزایش دما ساختارش متقارن تر می گردد و در دماهای بسیار بالا مکعبی خواهد شد. باند گپ محاسبه شده با استفاده از DFT مستقیم است و مقدار آن ev1.3 است که در توافق خوبی با تجربه است، اما با توجه به ضرورت کوپل شدن اسپین مدار SOC در محاسبات مربوط به اتم سرب، با وارد کردن تصحیح SOC در محاسبات مربوط به اتم سرب، با وارد کردن تحصیص SOC به محاسبات شاهد کاهش شدیدی (در حدود ev 1 ) در باند گپ خواهیم بود. بنابراین می توان گفت موفقیت DFT در محاسبه باند گپ شانسی بوده است و می بایست برای رسیدن به نتایج بهتر برای این مواد، از تئوری اختلال بس ذره ای و روش GW در محاسبات گپ شناسی بوده است و می بایست برای رسیدن به نتایج بهتر برای این مواد، از تئوری اختلال بس ذره ای و روش GW استفاده کرد. در مورد پروسکایت CH3NH3PbI3 می توان گفت که در داماهی خیلی پایین (کمتر ازC 111-) در فاز ارتورمبیک است که در این فاز می توان با استفاده از آنالیزهای مختلف در آزمایشگاه جهت گیری دقیق یون متیل آمونیوم را مشخص کرد. با افزایش دما و چرخش سریع یون انعطاف پذیر آلی متیل آمونیوم در چهار چوب PbI6، پروسکایت، دچار تغییر فاز شده و ساختارش به تتراگونال و مکعبی(در دمای اتاق) گذار خواهد کرد. همانند CsPbI3 محاسبات DFT به تنهایی نمی تواند نتایج دقیق و صحیحی بدهد. با وارد کردن تصحیحات SOC باند گپ به اندازه ev 1.1 کاهش می یابد و در نهایت استفاده از روش GW + SOC باند گپ را ev 1.47 محاسبه می کند که نتیجه بدست آمده در توافق عالی با تجربه می باشد. در نظر گرفتن SOC باعث کاهش تبهگنی در نوار رسانش و کاهش شیب نوار ها در CBM می گردد. این موضوع با عث می گردد که جرم موثر الکترون ها در این پروسکایت کمتر از جرم موثر حفره ها گردد و در نتیجه موبیلیتی و سرعت انتقال الکترون ها بیشتر از حفره ها گردد.

کلیدواژه ها:

پروسکایت ، تئوری تابع چگال DFT ، اثر کوپل شدن اسپین مدار (SOC) ، تئوری اختلال بس ذره ای (GW) ، متیل آمونیوم لد آیداید(CH3NH3PbI3) ، ارتورمبیک ، تتراگونال

نویسندگان

مهسا افسری

دانشجوی مقطع دکتری رشته فیزیک حالت جامد واحد علوم و تحقیقات تهران

محمد الهی

عضو هیات علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران

آرش بوچانی

عضو هیات علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرمانشاه

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • Li Lang , Ji-HuiYang _ First-prin ciplesstudyon theelectron ica n ...
  • Y. H. Chang and C. H. Park _ First-Prin ciples ...
  • G. Chen , J. Seo , C. Yang , P. ...
  • F. Hao , C. C. Stoumpos , R. P. H. ...
  • Mathieu Gautier 6, NH4-smectit. Ch aracterizatio, hydration properties and hydro ...
  • CHRISTIAN KN. NIQLLER 6, THE STRUCTURE OF CQSIUM PLUMBO IODIDI'. ...
  • Yun Wang " Density functional theory analysis of structural and ...
  • J. P. Perdew and A Zunger, Phys. Rev. B, 1981, ...
  • J. P. Perdew, K. Burke and M. Ernzerhof, Phys. Rev. ...
  • J. P. P. Ramalho, J. R. B. Gomes and F ...
  • J. Klimes, D. R. Bowler and A Michaelides, Phys. Rev. ...
  • Murtaza, G.; Ahmad, I., First principle study of the structural ...
  • C. C. Stoumpos, C. D. Malliakas, and M. G. Kanatzidis, ...
  • J. Even, L. Pedesseau, J.-M. Jancu, and C. Katan, J. ...
  • Kojima, A., Teshima, K _ Organometal Halide Perovskites as Visible-Light ...
  • Anna Amat, Edoardo Mosconi _ _ Cation -Induced Band-Gap Tuning ...
  • C. K. Moller, Nature, 1958, 182, 1436. ...
  • Yun Wang , Haimin Zhang _ Density functional theory analysis ...
  • Tom Baikie "Synthesis and crystal chemistry of the hybrid perovskite ...
  • J. P. Perdew and A Zunger, Phys. Rev. B, 1981, ...
  • J. Klimes, D. R. Bowler and A Michaelides, Phys. Rev. ...
  • M. Dion, H. Rydberg, E. Schroder, D C. Langreth and ...
  • A. Poglitsch and D. Weber, J. Chem. Phys, 1987, 87, ...
  • Yun Wang " Density fun ctional theory analysis of structural ...
  • Jing Feng " Crystal Structures, Optical Properties, and Effective Mass ...
  • Federico Brivio " Structural and electronic properties of hybrid perovskites ...
  • Y. Wang, T. Sun, D. J. Yang, H. W. Liu, ...
  • Y. Wang, H. M. Zhang, P. R. Liu, X. D ...
  • G. Xing, N. Mathews, S. Sun, S. S. Lim, Y. ...
  • Mosconi, E.; Amat, A.; _ First-Prin ciples Modeling of Mixed ...
  • Even, J.; Pedesseau, L.; " Electronic model for self-assembled hybrid ...
  • Tanaka, K.; Takahashi, T.; Ban, T.; Kondo, T.; Uchida, K.; ...
  • Hedin, L, New method for calculating 1-particle greens function with ...
  • Paolo Umari , " Relativistic GW calculations on CH3NH3PbI3 and ...
  • Anna Amat _ Ca tion-Induced Band-Gap Tuning in Organohalide Perovskites ...
  • Even, J.; Pedesseau, L.; Jancu, J.-M.; Katan, C. Phys. Status ...
  • Di Sante, D.; Barone, P.; Bertacco, R.; Picozzi, S. Adv. ...
  • Brivio F., Walker A. B., andWalsh A., Applied Phys. Lett. ...
  • Godby R. W. and Needs R. J., Phys. Rev. Lett, ...
  • نمایش کامل مراجع