研究目的
研究α-和β-SrZrS3的结构、弹性、电子及光学性质在光伏应用中的表现。
研究成果
研究表明，在环境条件下α-和β-SrZrS3都具有机械稳定性，其直接带隙适合光伏应用。这些材料在可见光区域表现出强光吸收能力，并具有高迁移率的激子电荷载流子，使其成为太阳能电池及其他光电器件的理想候选材料。
研究不足
该研究忽略了局域场和激子效应，因为它们在独立粒子形式体系中无法得到准确处理。这些效应可通过采用昂贵方法（如贝特-萨佩特方程(BSE)和配合适当交换关联核的含时密度泛函理论）来考虑。
α-和β-SrZrS3的结构、弹性、电子及光学性质的第一性原理研究：对光伏应用的意义
DOI：10.3390/ma13040978
期刊：Materials
出版年份：2020
更新时间：2025-09-23 15:19:57
摘要：
过渡金属钙钛矿硫属化合物是极具潜力的可再生能源太阳能吸收材料。本研究首次采用第一性原理杂化密度泛函理论，系统分析了针状α-SrZrS3与畸变β-SrZrS3两种结构硫锆矿的晶体结构、弹性、电子及光学性质。通过电子结构预测表明：α-和β-SrZrS3均为直接带隙吸收材料，其计算带隙值（分别为1.38 eV和1.95 eV）与漫反射测量结果高度吻合。两种材料在可见光区均表现出强光吸收特性（光学吸收系数达105 cm?1量级），其中β相吸收强度优于α相。我们首次理论预测了α-和β-SrZrS3中光生载流子的有效质量，价带空穴与导带电子均呈现较小有效质量，预示这两种材料具有高迁移率（高导电性）和低光生载流子复合率特性，这些性质对实现高效光伏转换至关重要。
作者：
Henry Igwebuike Eya，Esidor Ntsoenzok，Nelson Y. Dzade
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