SrZrS₃的带隙工程,通过替代性兴奋剂用于光伏应用:一个第一原则的DFT研究

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 固态物理 固态物理
• 可再生能源可再生能源是可再生能源.

背景情况:

• 硫化 (SrZrS₃) 具有有利的光电子,稳定性和光伏 (PV) 应用的无毒性.
• α-和β-SrZrS₃阶段的内在带隙对于单结太阳能电池 (SJSC) 或双联太阳能电池 (TSC) 不是最佳的,限制了它们的光伏效用.

研究的目的:

• 使用替代性兴奋剂设计α-和β-SrZrS₃的带间隙.
• 研究Hf,Sn和Ti剂对SrZrS₃的结构,电子和光学特性的影响.

主要方法:

• 利用混合密度函数理论 (DFT) 进行计算建模.
• 在Zr部位用Hf,Sn和Ti进行替代性兴奋剂,在各种度中进行.
• 分析了结构,电子,光学和热力学稳定性质.

主要成果:

• Sn和Ti的兴奋剂减少了带隙,而Hf的兴奋剂增加了它们.
• 通过α-SrZr_1-xSn_xS₃,α-SrZr_1-xTi_xS₃,β-SrZr_1-xSn_xS₃和β-SrZr_1-xTi_xS₃实现了对SJSC和TSC的优化带隙.
• 兴奋剂产生了适合光伏应用的热力学稳定材料,与Sn兴奋剂不同,Sn兴奋剂在较高度下表现不稳定.

结论:

• 提是调整SrZrS₃带隙以获得最佳光伏性能的一个有效策略.
• 这项研究确定了用于下一代太阳能电池技术的有希望的杂SrZrS₃组合物.