| 氯钯共掺对Cs2TiBr6光电性能影响的第一性原理计算 |
| First Principles Calculation on Photoelectric Properties of Cs2TiBr6 by Substitution Doping with Cl and Pd |
| 作者 | 单位 | E-mail | | 王运运 | 重庆理工大学理学院, 重庆 400054
南京理工大学电子工程与光电技术学院, 南京 210094 | | | 张宇泽 | 重庆理工大学理学院, 重庆 400054
南京理工大学电子工程与光电技术学院, 南京 210094 | | | 韦建卫 | 重庆理工大学理学院, 重庆 400054 | redskywei@cqut.edu.cn | | 曾晖 | 南京理工大学电子工程与光电技术学院, 南京 210094 | | | 赵明 | 重庆理工大学理学院, 重庆 400054 | | | 杨川 | 重庆理工大学理学院, 重庆 400054 | | | 冯文林 | 重庆理工大学理学院, 重庆 400054 | | | 马增威 | 重庆理工大学理学院, 重庆 400054 | |
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| 摘要: 全无机无铅钙钛矿Cs2TiBr6具有光电特性良好、带隙可调和环境友好等优点，是一种潜力巨大的光吸收材料。为改善Cs2TiBr6的相关性能，我们采用基于第一性原理的方法，针对Pd、Cl掺杂的Cs2TiBr6钙钛矿结构进行了研究。结果表明，用Pd取代Ti后产生杂质带，将原来间接带隙的Cs2TiBr6转变为直接带隙材料。用25.0% Pd掺杂后，晶体带隙值降低26%，掺杂后的晶体在320~415 nm近紫外光区吸收能力加强约50%，在645~900 nm的红外光区及近红外光区的光吸收能力加强约134%。在此基础上，将Cl与25.0% Pd共掺杂时，Cl掺杂不仅可以把Pd的形成能在单掺的基础上减小约9%，而且Cl的不同掺杂位置对材料的光电性能也有一定的影响。 |
| 关键词: 钙钛矿 密度泛函理论 共掺杂 光电性能 |
| 基金项目: 国家自然科学基金项目（No.51574054，61871227）、先进光电功能材料与器件重庆高校创新团队（No.CXTDX201601030）和重庆市科技创新领军人才（No.CSTCCXLJRC201905）资助。 |
| Abstract: The all-inorganic lead-free perovskite Cs2TiBr6 has the advantages of good optoelectronic properties, adjustable bandgap, and environmental friendliness. It is a kind of light-absorbing material with great potential. To improve the related properties of Cs2TiBr6, the first-principles-based method was used to study the structure of Pd and Cl doped Cs2TiBr6 perovskite. The results show that the impurity band was generated after replacing Ti with Pd, which transforms the original indirect bandgap Cs2TiBr6 into a direct bandgap material. After doping with 25.0% Pd, the bandgap value of the crystal was reduced by 26%, and the absorption capacity of the doped crystal in the nearultraviolet region of 320-415 nm was enhanced by about 50%. In the infrared and near-infrared regions of 645-900 nm, the light absorption capacity was enhanced by about 134%. On this basis, when Cl was co-doped with 25.0% Pd, Cl doping can reduce the formation energy of Pd by about 9% based on single doping, and the position of Cl doping also affects the photoelectric properties of the material. |
| Keywords: perovskite density functional theory co-doping optical properties |
| 投稿时间：2021-12-25 修订日期：2022-03-21 |
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| 王运运,张宇泽,韦建卫,曾晖,赵明,杨川,冯文林,马增威.氯钯共掺对Cs2TiBr6光电性能影响的第一性原理计算[J].无机化学学报,2022,38(5):884-890. |
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