清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

Density Functional Theory Insights into the Structural, Electronic, Optical, Surface, and Band Alignment Properties of BaZrS3 Chalcogenide Perovskite for Photovoltaics

带隙 材料科学 密度泛函理论 硫系化合物 钙钛矿(结构) 异质结 光伏 化学物理 光电子学 Crystal(编程语言) 电子能带结构 光伏系统 凝聚态物理 计算化学 结晶学 化学 生态学 物理 计算机科学 程序设计语言 生物
作者
Henry I. Eya,Nelson Y. Dzade
出处
期刊:ACS applied energy materials [American Chemical Society]
卷期号:6 (11): 5729-5738 被引量:1
标识
DOI:10.1021/acsaem.3c00103
摘要

Chalcogenide perovskites (CPs) have recently emerged as attractive thermally and chemically stable candidates to overcome the inherent instability and toxicity issues of the conventional hybrid organic–inorganic halide perovskites (OIHPs). However, before further progress can be made in CP thin-film photovoltaic (PV) cells, there is a need to gain fundamental insights into their bulk, surface, and interfacial properties. Herein, we employed density functional theory (DFT) calculations to systematically characterize the bulk (structural, electronic, and optical), surface (compositions, relative stabilities, crystal morphology, and work function), and interfacial (energy band alignment) properties of BaZrS3, one of the most promising members of the CP family. BaZrS3 is found to exhibit a direct bandgap of 1.74 eV with small photocarrier effective masses, high absorption coefficient (∼105 cm–1), low reflectivity (22%), and low refractive index (2.75), all of which are desirable characteristics for efficient PV applications. Comprehensive analyses of the structures, compositions, and relative stabilities of the low-Miller-index surfaces of BaZrS3 revealed that the (010), (100), and (111) surfaces are the most stable surfaces, which are also largely expressed in the Wulff-constructed equilibrium crystal morphology of BaZrS3. Based on the computed ionization potential (IP) and electron affinity (EA), we have constructed a vacuum-aligned energy band diagram of BaZrS3 with commonly used hole- and electron-transport materials (HTMs and ETMs, respectively). CuI (HTM) and CdS (ETM) are predicted as the best heterojunction materials to form favorable alignment (staggered type II) with optimum band offsets with the BaZrS3(111) surface for efficient charge-carrier separation and improved solar cell performance. Our results show great promise for developing more efficient and stable BaZrS3-based chalcogenide perovskite solar cells.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
2秒前
科研通AI6应助fishuae采纳,获得10
3秒前
fishuae完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
silence完成签到 ,获得积分10
31秒前
37秒前
科研通AI6应助香菜张采纳,获得10
47秒前
英俊的铭应助香菜张采纳,获得10
47秒前
49秒前
50秒前
1分钟前
牛黄完成签到 ,获得积分10
1分钟前
香菜张发布了新的文献求助50
1分钟前
1分钟前
1分钟前
koubi完成签到,获得积分10
1分钟前
金沐栋发布了新的文献求助10
1分钟前
koubi发布了新的文献求助10
1分钟前
平常以云完成签到 ,获得积分10
1分钟前
houxy完成签到 ,获得积分10
2分钟前
殷勤的紫槐完成签到,获得积分0
2分钟前
深情安青应助幽默的易烟采纳,获得10
2分钟前
2分钟前
2分钟前
2分钟前
不羁之魂完成签到,获得积分10
2分钟前
每天都要开心完成签到 ,获得积分10
2分钟前
不羁之魂发布了新的文献求助10
2分钟前
香菜张发布了新的文献求助10
3分钟前
3分钟前
3分钟前
坚强寻双发布了新的文献求助30
3分钟前
3分钟前
田様应助ceeray23采纳,获得20
4分钟前
Akim应助金沐栋采纳,获得10
4分钟前
poki完成签到 ,获得积分10
4分钟前
juan完成签到 ,获得积分0
4分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
4分钟前
贝贝完成签到 ,获得积分10
4分钟前
坚强寻双完成签到,获得积分20
4分钟前
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
Theoretical modelling of unbonded flexible pipe cross-sections 2000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1581
Encyclopedia of Agriculture and Food Systems Third Edition 1500
Specialist Periodical Reports - Organometallic Chemistry Organometallic Chemistry: Volume 46 1000
Current Trends in Drug Discovery, Development and Delivery (CTD4-2022) 800
The Scope of Slavic Aspect 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5529309
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4618438
关于积分的说明 14562636
捐赠科研通 4557498
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2497562
邀请新用户注册赠送积分活动 1477750
关于科研通互助平台的介绍 1449183