光电用钙钛矿材料中晶格收缩和八面体倾斜的带隙调谐

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作者：scidown 发布时间：2021-09-06 10:57:13 文章标题：

光电用钙钛矿材料中晶格收缩和八面体倾斜的带隙调谐( Band Gap Tuning via Lattice Contraction and Octahedral Tilting in Perovskite Materials for Photovoltaics )

文章作者：

R Prasanna A Gold-Parker Leijtens, Tomas C B Conings A Babayigit HG Boyen MF Toney MD Mcgehee

文章简述：

组成为AMX3的锡和碘化铅钙钛矿半导体，其中M是金属，X是卤化物，是高效低成本串联光电的主要候选材料，部分原因是它们的带隙可以通过组成替代在很大范围内调谐。我们通过实验确定了A位阳离子影响3d金属卤化物钙钛矿带隙的两种相互竞争的机制。使用较小的a位阳离子可以通过两种不同的方式扭曲钙钛矿晶格：通过倾斜MX6八面体，或通过简单的各向同性收缩晶格。前者倾向于提高带隙，而后者倾向于降低带隙。由于八面体倾斜，碘化铅钙钛矿在较大的甲脒被较小的铯部分取代后，禁带宽度增加。tin基钙钛矿的尺寸略小于铅基钙钛矿，而Cs取代后没有八面体倾斜，只有晶格收缩，带隙逐渐减小。我们提出了一种通过控制阳离子组成来系统地调节金属卤化物钙钛矿的带隙、价态和导带位置的策略。利用该策略，我们展示了在1040 nm的红外波段获得光的太阳能电池，达到17.8%的稳定功率转换效率，显示了对全钙钛矿串联太阳能电池底部电池的改进前景。本文所描述的阳离子带隙调谐机制在三维金属卤化物钙钛矿中具有广泛的应用前景，对钙钛矿半导体的光电子应用具有重要的指导意义。

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