پیوندهای مفید
اخبار و اعلانات
آمار
| تعداد نشریات | 41 |
| تعداد شماره‌ها | 1,182 |
| تعداد مقالات | 10,171 |
| تعداد مشاهده مقاله | 19,112,168 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 13,248,346 |
ویژگی‌های اپتیکی پروسکایت‌های دوگانه Cs2AgBiX6 (X=Br or Cl) با دو رهیافت کوهن-شم و تابع گرین | ||
| فصلنامه علمی اپتوالکترونیک | ||
| دوره 7، شماره 1 - شماره پیاپی 18، آبان 1403، صفحه 9-18 اصل مقاله (560.27 K) | ||
| نوع مقاله: پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.30473/jphys.2024.71748.1198 | ||
| نویسندگان | ||
| اسماء مرادی* 1؛ علی مختاری2 | ||
| 1دانشجوی دکتری، گروه فیزیک، دانشکده علوم، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران. | ||
| 2دانشیار، گروه فیزیک، دانشکده علوم، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران. | ||
| چکیده | ||
| در کار حاضر ویژگی‌های ساختاری، الکترونی و اپتیکی پروسکایت‌های دوگانه بدون سرب با فرمول کلی (X=Br or Cl) Cs2AgBiX6 در چارچوب نظریه تابعی چگالی (DFT) و با استفاده از تقریب‌های چگالی موضعی (LDA) و شیب تعمیم یافته (GGA) توسط بسته محاسباتی ابینیت بررسی شده است. این ترکیب‌ها با پایداری مناسب و عدم سمیت جایگزین خوبی برای پروسکایت‌های هالید سربی هستند. برانگیختگی‌های نوری پروسکایت‌های دوگانه به دلیل گاف نواری بهینه در محدوده نور مرئی و انرژی پیوند اکسیتونی کم، اهمیت دارد. ویژگی‌های اپتیکی شامل: ضرایب جذب، شکست، خاموشی و بازتاب و تابع اتلاف با استفاده از رهیافت‌های تقریب فاز تصادفی در کوهن-شم (RPA-KS) و گرین (RPA-GW) به‌دست آمده‌اند. نتایج در رهیافت تابع گرین در مقایسه با رهیافت کوهن-شم، تطابق بهتری با نتایج کارهای تجربی دارد. در ناحیه طیف نور مرئی، پلاسمون‌های حجمی وجود ندارند و میزان اتلاف انرژی کم است. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| پروسکایت دوگانه؛ سلول خورشیدی؛ نظریه تابعی چگالی؛ ویژگی‌های اپتیکی؛ تابع گرین | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Optical Properties of the Cs2AgBiX6 (X=Br or Cl) Double Perovskites Using Both Kohn-Sham and Green's Function Approaches | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Asma Moradi1؛ Ali Mokhtari2 | ||
| 1Ph.D. Student, Departement of Physic, Faculty of Science, Shahrekord University, Shahrekord, Iran | ||
| 2Associate Professor, Departement of Physic, Faculty of Science, Shahrekord University, Shahrekord, Iran. | ||
| چکیده [English] | ||
| In the present work, the structural, electronic and optical properties of the lead-free double perovskites Cs2AgBiX6 (X=Br or Cl) are analyzed in the framework of density functional theory approximation (LDA) and generalized gradient approximation (GGA) with the Abinit computational package. These compounds are good alternative to lead halide perovskites due to their good stability and non-toxicity. The optical excitations of the double perovskites are important due to their optimal band gap in the visible light spectrum and low excitonic binding energy. The optical properties including: absorption, refraction, extinction and reflection coefficients and loss function, are obtained using random phase approximation in the Kohn-Sham (RPA-KS) and Green's (RPA-GW) approaches. The results of the Green's function approach are in better agreement with the results of experimental works compared to the RPA-KS approach. In the visible region, there are not volume plasmons, and the amount of energy loss is low | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Double Perovskite, Solar Cell, Density Functional Theory, Optical Properties, Green's Function | ||
| مراجع | ||
|
[1] E. Yang, and X. Luo, "Theoretical pressure-tuning bandgaps of double perovskites A2(BB’)X6 for photo-voltaics", Solar Energy 207, 165-172 (2020).
[2] J. P. Correa-Baena, et al., "Promises and challenges of perovskite solar cells", Science 6364, 739-744 (2017).
[3] G. Volonakis, et al., "Lead-free halide double perovskites via heterovalent substitution of noble metals", J. Phys. Chem. Lett. 7, 1254-1259 (2016).
[4] F. Sahli, et al., "Fully textured monolithic perovskite/silicon tandem solar cells with 25.2% power conversion efficiency", Nat. Mater. 9, 820-826 (2018).
[5] M. R. Filip, et al., "Phase diagrams and stability of lead-free halide double perovskites Cs2BB′X6: B= Sb and Bi, B′= Cu, Ag, and Au, and X= Cl, Br, and I", J. Phys. Chem 122, 158-170 (2017).
[6] A. Tayaa, et al., "Structural, electronic and optical studies of Pb-free halide double perovskite Cs2BiAgBr6; an mBJLDA approach", AIP. Conf. Proc 2093, 020028 (2019).
[7] Y. He, et al., "Revisiting the thermal ageing on the metallised polypropylene film capacitor: from device to dielectric film", High Voltage 2, 305-314 (2023).
[8] O. A. Lozhkina, et al., "Microstructural analysis and optical properties of the halide double Cs2BiAgBr6 single crystals", Chem. Phys. Lett. 694, 18-22 (2018).
[9] H. Yin, et al., "Structurally Stabilizing and Environment Friendly Triggers: Double-Metallic Lead-Free Perovskites", solar. RPL. 9, 1900148-1900169, (2019).
[10] E. T. McClure, et al., " Cs2AgBiX6 (X = Br, Cl) New Visible Light Absorbing, Lead-Free Halide Perovskite Semiconductors", Chem. Mater. 28, 1348–1354 (2016).
[11] M. R. Filip, et al., "Band gaps of the lead-free halide double perovskites Cs2BiAgCl6 and Cs2BiAgBr6 from theory and experiment", J. Phys. Chem. Lett. 7, 2579-2585 (2016).
[12] X. Yang, et al., "Recent advances in Cs2AgBiBr6-based halide double perovskites as lead-free and inorganic light absorbers for perovskite solar cells", Energy & Fuels 9, 10513-10528 (2020).
[13] M. Palummo, et al., "Optical properties of lead-free double perovskites by ab initio excited-state methods", ACS Energy Lett. 2, 457-463 (2020).
[14] M. N. Tripathi, A. Saha, and S. Singh, "Structural, elastic, electronic and optical properties of lead-free halide double perovskites Cs2AgBiX6 (X= F, Cl, Br and I) for the photovoltaic and optoelectronic applications", Inorg. Chem. Commun. 140, 109395 (2022).
[15] S. Amraoui, A. Feraoun, and M. J. Kerouad, "Electronic and optical properties of the lead free halide double perovskite Cs2AgBiX6 (X= Cl, Br, and I)". Mater. Res. Express 6, 115517 (2019).
[16] W. G. Aulbur, et al., "Quasiparticle calculations in solids. Solid state physics" (New York. 1955), 1-218 (2000) 54
[17] L. Hedin, "New method for calculating the one-particle Green's function with application to the electron-gas problem", Phys. Rev. 3A, A796 (1965).
[18] M. S. Hybertsen and S. G. Louie, "Electron correlation in semiconductors and insulators: Band gaps and quasiparticle energies", Phys. Rev.B 34, 5390-5413 (1986).
[19] X. Gonze, et al., "ABINIT: First-principles approach to material and nanosystem properties", Comut.Phys. Commun. 180, 2582–2615 (2009).
[20] K. Burke, et al., "The ABC of Density Functional Theory", University of California, California, Irvine (2007).
[21] A. D. Becke, "Density-fnnctional exchange-energy approximation with correct asymptotic behavior", Phys. Rev. 6, 3098-3100 (1988).
[22] J. P. Perdew, et al., "Generalized Gradient Approximation Made Simple", Phys. Rev.Lett. 77, 3865-3869 (1996).
[23] N. R. Kumar and R. Radhakrishnan, "Electronic, optical and mechanical properties of lead-free halide double perovskites using first-principles density functional theory", J. Mater. Lett. 227, 289-291 (2018).
[24] H. J. Feng, et al.,"Double perovskite Cs2BBiX6 (B= Ag, Cu; X= Br, Cl)/TiO2 heterojunction: an efficient Pb-free perovskite interface for charge extraction", J. Phys. Chem. 8, 4471-4480 (2017).
[25] G. Grosso and G. P. Parravicini, "Solid State Physics", 2nd edition, Elsevier, Academic Press, 1-714 (2003).
[26] S. H. Wemple and M. DiDomenico Jr, "Behavior of the electronic dielectric constant in covalent and ionic materials", Phys. Rev. B 3, 1338 (1971).
[27] W. Shockley and H. J. Queisser, "Defect Engineering in Multinary Earth-Abundant Chalcogenide Photovoltaic Materials", J. Appl. Phys. 32, 510-519 (1961).
[28] S. Thawarkar, et al.,"Experimental and theoretical investigation of the structural and opto‐electronic properties of Fe‐doped lead‐free Cs2AgBiCl6 double perovskite", Chem. Eur. J. 26, 7408-7417 (2021).
[29] W Yu, et al.,"Expanding the Absorption of Double Perovskite Cs2AgBiBr6 to NIR Region", J. Phys. Chem. Lett. 23, 5310-5317 (2023).
[30] M. A. Rehman, et al., "Density functional theory study of structural, electronic, optical, mechanical, and thermodynamic properties of halide double perovskites Cs2AgBiX6 (X= Cl, Br, I) for photovoltaic applications", J. Phys. Chem. Solids 181, 111443 (2023).
[31] S. Shakeel, et al.,"Investigation of Pressure-Dependent Electronic and Optical Properties of Double Perovskites Cs2AgXY6 (X= Bi, In; Y= Cl, Br)", J. Inorg. Organomet. Polym. Mater. 34, 1040–1054 (2024).
[32] A. H. Slavney, et al., "A bismuth-halide double perovskite with long carrier recombination lifetime for photovoltaic applications", J. Am. Chem. Soc. 138, 2138−2141 (2016).
[33] G. Volonakis, et al., "Cs2InAgCl6: a new lead-free halide double perovskite with direct band gap", J. Phys. Chem. Lett. 4, 772–778 (2017).
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 244 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 103 |
||