((C_nH_2n-1NH_3)_2PbI_4;n=3)におけるSn/Ge置換:増強されたオプトエレクトロニクス特性をもつ新しい2D層状ハイブリッドペロブスカイト【JST・京大機械翻訳】

Gill Deepika; Yadav Gunjana; Bhattacharya Saswata

プレプリント

J-GLOBAL ID：202202217524631699 整理番号：22P0329160

((C_nH_2n-1NH_3)_2PbI_4;n=3)におけるSn/Ge置換:増強されたオプトエレクトロニクス特性をもつ新しい2D層状ハイブリッドペロブスカイト【JST・京大機械翻訳】

Sn/Ge substitution in ((C$_\textrm{n}$H$_{2\textrm{n}-1}$NH$_3$)$_2$PbI$_4$; n=3): An emerging 2D layered hybrid perovskites with enhanced optoelectronic properties$^\dag$

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発行年： 2022年04月10日プレプリントサーバーでの情報更新日： 2022年04月10日
JST資料番号： O7000B 資料種別：プレプリント
記事区分：プレプリント発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

二次元(2D)ペロブスカイトは,それらの三次元(3D)対応物と比較してより高い安定性を示した。したがって,2Dペロブスカイトは,それらの物理的性質とオプトエレクトロニクス応用の基本的な理解において顕著な注目を浴びている。ここでは,一次環状アンモニウム系(C_nH_2n-1NH_3)半導体系[viz.((C_nH_2n-1NH_3)_2PbI_4;n=3-6)]に基づく低次元自然自己集合無機-有機(IO)ハイブリッド系を示した。しかし,鉛(Pb)による広いバンドギャップの性質と毒性の存在はそれらの応用を禁止する。したがって,本研究では,Pb濃度を減らし,混合ペロブスカイト構造の形成によって太陽電池効率を高めるために,Ge/Sn置換とPb空孔(Pbボックス時間)の役割を研究した。最先端のハイブリッド密度汎関数理論(DFT)を用いてスピン-軌道結合(SOC)の効果を考察した。Pbボックス時間を有する混合配座異性体は構造安定性を持たないことを見出した。さらに,それらは間接バンドギャップを持ち,太陽電池応用には良くない。好ましい熱力学と構造安定性を持つこれらの配座異性体のみを光学的性質のさらなる研究のために考察した。著者らの結果は,Sn置換がPbの置換と効率の向上においてGeよりも有利であると推論する。純粋および置換配座異性体に対するWannier-Mott法を用いて計算した励起子結合エネルギーは,ハロゲン化鉛ペロブスカイトより大きく,一方,電子-フォノン結合は前者では小さかった。計算した分光制限最大効率(SLME)から,これらの2Dペロブスカイトは,従来のハロゲン化鉛ペロブスカイトの代替物として十分な有望性を示した。【JST・京大機械翻訳】

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太陽電池

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