Розрахунок електронних властивостей перовскитів CsGeCl3 та CsSnCl3 як перспективних матеріалів сонячної енергетики

Август 22, 2022

Главная
Химия
Розрахунок електронних властивостей перовскитів CsGeCl3 та CsSnCl3 як перспективних матеріалів сонячної енергетики

Содержание

2. Актуальність роботи Перовскити привертають останнім часом значну увагу завдяки застосуванню у фотовольтаїці для створення високоефективних сонячних
3. Метод функціоналу густини F[n(r)]= T [n(r)] + V [n(r)] + VH [n(r)] + Vxc[n(r)] (1) (2)
4. Рис. 1. Елементарна комірка кристалів CsGeCl3 та CsSnCl3. X a(0, 0, 0) Cs а(0.5, 0.5, 0.5)
5. Розрахунок сталої гратки Рис. 2. Розраховані значення повної енергії елементарної комірки кристалу CsSnCl3.
6. Структурні характеристики кристалів CsGeCl3 та CsSnCl3 Таблиця 1
7. Конфігурація валентних електронів Cs 5s2 5p6 6s1 Ge 3d10 4s2 4p2 Sn 4d10 5s2 5p2 Cl
8. Рис. 4. Зонна структура CsGeCl3. Зонна структура CsGeCl3 Таблиця 2. Ширина забороненої зони CsGeCl3
9. Рис. 5. Зонна структура CsSnCl3. Таблиця 2. Ширина забороненої зони CsSnCl3 Зонна структура CsSnCl3
10. Густина електронних станів Рис. 6. Вклад окремих атомів у густину електронних станів CsGeCl3 та CsSnCl3.
11. Залежність сталої гратки від гідростатичного тиску Рис. 6. Залежність сталої гратки перовскитів CsGeCl3 та CsGeCl3 від
12. Залежність ширини забороненої зони від гідростатичного тиску Рис. 7. Залежність ширини забороненої зони перовскитів CsGeCl3 та
13. Висновки 1. Методом функціоналу густини розраховано електронний спектр перовскитів CsGeCl3 і CsSnCl3. Показано, що дані напівпровідники
15. Скачать презентацию

Слайд 2

Актуальність роботи
Перовскити привертають останнім часом значну увагу завдяки застосуванню у фотовольтаїці

для створення високоефективних сонячних елементів та світлодіодів. На даний час експериментальні елементи на базі перовскитів виявляють ефективність перетворення світла в електроенергію до 28%, що практично співпадає зі значеннями коефіцієнта корисної дії звичайних кремнієвих елементів. Але крім підвищення ефективності сонячних елементів значні зусилля останніми роками спрямовані на пошук нових нетоксичних перовскитів та більш стабільних матеріалів.
Метою роботи є теоретичний розрахунок методом функціоналу густини електронних властивостей перовскитів, що не містять свинець, CsGeCl3 і CsSnCl3.

Слайд 3

Метод функціоналу густини

F[n(r)]= T [n(r)] + V [n(r)] + VH [n(r)]

+ Vxc[n(r)]

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

Quantum ESPRESSO
(opEn-Source Package for Research in Electronic Structure, Simulation, and Optimization)

Слайд 4

Рис. 1. Елементарна комірка кристалів CsGeCl3 та CsSnCl3.
X a(0, 0, 0)

Cs а(0.5, 0.5, 0.5) Cl а(0,5, 0,0) а – стала гратки

X = Ge, Sn

Слайд 5

Розрахунок сталої гратки
Рис. 2. Розраховані значення повної енергії елементарної комірки кристалу

CsSnCl3.

Слайд 6

Структурні характеристики кристалів CsGeCl3 та CsSnCl3

Таблиця 1

Слайд 7

Конфігурація валентних
електронів
Cs 5s2 5p6 6s1
Ge 3d10 4s2 4p2
Sn

4d10 5s2 5p2
Cl 3s2 3p5

Рис. 3. Зона Бріллюена кубічної гратки.

Високосиметричні
точки:

Слайд 8

Рис. 4. Зонна структура CsGeCl3.
Зонна структура CsGeCl3
Таблиця 2. Ширина забороненої зони

CsGeCl3

Слайд 9

Рис. 5. Зонна структура CsSnCl3.
Таблиця 2. Ширина забороненої зони CsSnCl3
Зонна структура

CsSnCl3

Слайд 10

Густина електронних станів
Рис. 6. Вклад окремих атомів у густину електронних станів

CsGeCl3 та CsSnCl3.

Слайд 11

Залежність сталої гратки від гідростатичного тиску
Рис. 6. Залежність сталої гратки перовскитів

CsGeCl3 та CsGeCl3 від прикладеного гідростатичного тиску.

Слайд 12

Залежність ширини забороненої зони від гідростатичного тиску
Рис. 7. Залежність ширини забороненої

зони перовскитів CsGeCl3 та CsGeCl3 від гідростатичного тиску.

Слайд 13

Висновки
1. Методом функціоналу густини розраховано електронний спектр перовскитів CsGeCl3 і CsSnCl3.

Показано, що дані напівпровідники є прямозонними напівпровідниками з мінімальним значенням ширини забороненої зони Eg = 1,55 еВ для CsGeCl3 та Eg = 1,41 еВ для CsSnCl3 в точці R зони Бріллюена.
2. Аналіз густини електронних станів дозволяє зробити висновок, що основну роль у формуванні станів валентної зони та зони провідності і відповідно величини ширини забороненої зони даних напівпровідників відіграють стани германію чи стануму та стани хлору.
3. З аналізу впливу гідростатичного тиску на електронний спектр перовскитів CsGeCl3 і CsSnCl3 встановлено, що їх ширина забороненої зони перовскитів під дією тиску зменшується. Показано, що при тисках більших за 11,4 ГПа для CsGeCl3 та 7,3 ГПа для CsSnCl3 дані напівпровідники починають виявляти металічні властивості.

Розрахунок електронних властивостей перовскитів CsGeCl3 та CsSnCl3 як перспективних матеріалів сонячної енергетики

Содержание

Актуальність роботиПеровскити привертають останнім часом значну увагу завдяки застосуванню у фотовольтаїці

Метод функціоналу густини F[n(r)]= T [n(r)] + V [n(r)] + VH [n(r)]

Рис. 1. Елементарна комірка кристалів CsGeCl3 та CsSnCl3.X a(0, 0, 0)

Розрахунок сталої граткиРис. 2. Розраховані значення повної енергії елементарної комірки кристалу

Структурні характеристики кристалів CsGeCl3 та CsSnCl3 Таблиця 1

Конфігурація валентних електронів Cs 5s2 5p6 6s1Ge 3d10 4s2 4p2 Sn

Рис. 4. Зонна структура CsGeCl3.Зонна структура CsGeCl3Таблиця 2. Ширина забороненої зони

Рис. 5. Зонна структура CsSnCl3.Таблиця 2. Ширина забороненої зони CsSnCl3Зонна структура

Густина електронних станівРис. 6. Вклад окремих атомів у густину електронних станів

Залежність сталої гратки від гідростатичного тискуРис. 6. Залежність сталої гратки перовскитів

Залежність ширини забороненої зони від гідростатичного тискуРис. 7. Залежність ширини забороненої

Висновки 1. Методом функціоналу густини розраховано електронний спектр перовскитів CsGeCl3 і CsSnCl3.

Похожие презентации