Antagonism between Spin–Orbit Coupling and Steric Effects Causes Anomalous Band Gap Evolution in the Perovskite Photovoltaic Materials CH3NH3Sn1–xPbxI3

带隙 钙钛矿(结构) 材料科学 凝聚态物理 光伏系统 格子(音乐) 联轴节(管道) 光电子学 化学物理 化学 结晶学 物理 电气工程 声学 冶金 工程类
作者
Jino Im,Constantinos C. Stoumpos,Hosub Jin,A. J. Freeman,Mercouri G. Kanatzidis
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry Letters [American Chemical Society]
卷期号:6 (17): 3503-3509 被引量:251
标识
DOI:10.1021/acs.jpclett.5b01738
摘要

Halide perovskite solar cells are a recent ground-breaking development achieving power conversion efficiencies exceeding 18%. This has become possible owing to the remarkable properties of the AMX3 perovskites, which exhibit unique semiconducting properties. The most efficient solar cells utilize the CH3NH3PbI3 perovskite whose band gap, Eg, is 1.55 eV. Even higher efficiencies are anticipated, however, if the band gap of the perovskite can be pushed deeper in the near-infrared region, as in the case of CH3NH3SnI3 (Eg = 1.3 eV). A remarkable way to improve further comes from the CH3NH3Sn1-xPbxI3 solid solution, which displays an anomalous trend in the evolution of the band gap with the compositions approaching x = 0.5 displaying lower band gaps (Eg ≈ 1.1 eV) than that of the lowest of the end member, CH3NH3SnI3. Here we use first-principles calculations to show that the competition between the spin-orbit coupling (SOC) and the lattice distortion is responsible for the anomalous behavior of the band gap in CH3NH3Sn1-xPbxI3. SOC causes a linear reduction as x increases, while the lattice distortion causes a nonlinear increase due to a composition-induced phase transition near x = 0.5. Our results suggest that electronic structure engineering can have a crucial role in optimizing the photovoltaic performance.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Wendy完成签到,获得积分10
刚刚
小手冰凉完成签到 ,获得积分10
刚刚
舒适傲白完成签到,获得积分10
1秒前
张欢馨应助XY_zj采纳,获得10
1秒前
所所应助健康的小蝴蝶采纳,获得10
2秒前
风清扬发布了新的文献求助10
2秒前
尹冰露完成签到,获得积分10
2秒前
刘泽洋完成签到,获得积分10
2秒前
完美世界应助jay采纳,获得10
2秒前
evb发布了新的文献求助10
2秒前
Wen完成签到,获得积分10
3秒前
zhl完成签到,获得积分10
3秒前
libiqing77完成签到,获得积分10
4秒前
砹氪锶完成签到,获得积分10
4秒前
朴实的哈密瓜数据线完成签到,获得积分10
4秒前
小葛完成签到,获得积分10
4秒前
叽里呱啦完成签到 ,获得积分10
4秒前
落后的柜子完成签到,获得积分10
5秒前
lshao完成签到 ,获得积分10
5秒前
孔大漂亮完成签到,获得积分10
5秒前
Orange应助哈哈哈采纳,获得10
5秒前
Strive完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
GuoH完成签到,获得积分10
6秒前
是一个小朋友完成签到,获得积分10
7秒前
uuniquee完成签到 ,获得积分10
7秒前
榴莲完成签到,获得积分10
7秒前
faker完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
遇遇遇完成签到,获得积分10
8秒前
peng1完成签到,获得积分10
8秒前
安裕智完成签到,获得积分10
9秒前
小小怪下士完成签到,获得积分10
9秒前
WZH完成签到 ,获得积分10
9秒前
高高完成签到,获得积分10
9秒前
京港风发布了新的文献求助10
10秒前
科研小白鼠完成签到,获得积分10
10秒前
今后应助渔婆采纳,获得10
10秒前
酷波er应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
syy应助无痕剑采纳,获得10
10秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
APA handbook of comparative psychology: Basic concepts, methods, neural substrate, and behavior 1000
Health Psychology 1000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
The fast track to determining transfer functions of linear circuits: The student guide 500
Römisch-Germanische Forschungen 500
Electric machines: theory, operating applications, and controls 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7598583
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9174880
关于积分的说明 19641743
捐赠科研通 7174827
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3268283
关于科研通互助平台的介绍 2432877
邀请新用户注册赠送积分活动 2261725