【摘 要】
:
钙钛矿是一种很有前途的太阳能电池候选材料,因其高功率转换效率(PCE)、简单的制备方法和低成本而引起了人们的广泛关注。因此开发具有高稳定性、合适的能隙、环境友好的新型钙钛矿材料是目前研究的重点。全无机双金属钙钛矿材料Cs2Cu XCl6(X=As,Sb和Bi)和Cs4Cu Sb2X12(X=Cl和Br)具有优异的热稳定性、电子和光学性能等。目前与Cs2Cu XCl6(X=As,Sb和Bi)和Cs4
论文部分内容阅读
钙钛矿是一种很有前途的太阳能电池候选材料,因其高功率转换效率(PCE)、简单的制备方法和低成本而引起了人们的广泛关注。因此开发具有高稳定性、合适的能隙、环境友好的新型钙钛矿材料是目前研究的重点。全无机双金属钙钛矿材料Cs2Cu XCl6(X=As,Sb和Bi)和Cs4Cu Sb2X12(X=Cl和Br)具有优异的热稳定性、电子和光学性能等。目前与Cs2Cu XCl6(X=As,Sb和Bi)和Cs4Cu Sb2X12(X=Cl和Br)相关的实验和计算研究报道较少。因此本文使用第一性原理方法研究了Cs2Cu XCl6(X=As,Sb和Bi)和Cs4Cu Sb2X12(X=Cl和Br)形式的双钙钛矿材料的热稳定性、电子和光学性质,重点讨论了潜在的光电应用。同时本文还将第一性原理计算和机器学习算法相结合,成功地建立了一个预测模型,筛选出有前途的无机双钙钛矿太阳能电池材料。首先,我们利用密度泛函理论(DFT)从理论上研究了基于砷、锑和铋的双钙钛矿材料的热稳定性、电子和光学性质。As和Sb基双钙钛矿的带隙小于相应Bi基化合物的带隙。大的吸收系数表明光子在可见光范围内被有效吸收,而Cs2Cu As Cl6的计算吸收系数大于Cs2Cu Sb Cl6和Cs2Cu Bi Cl6。然而,考虑到砷的毒性,我们的计算表明,Cs2Cu Sb Cl6是一种更好的光伏材料,具有优异的热稳定性、电子和光学性能。其次,我们系统地研究了Cs4Cu Sb2X12(X=Cl和Br)材料的电子结构、电荷输运和光学性质。我们的模拟表明,含有不同卤素元素(Cl和Br)的化合物具有负生成能和稳定存在的化学势区。此外,我们的计算预测,作为一种新型钙钛矿材料,Cs4Cu Sb2Br12具有优异的光电性能,例如高电荷迁移率(2.4×10~3cm~2V-1s-1)和光学吸收系数(10~5cm-1),以及适合于单结太阳能电池的接近理想的1.37 e V直接带隙。这些含不同卤素元素的铜和锑基化合物是潜在的用于光电应用的无铅双钙钛矿材料,综合考虑电荷传输和光电性能,Cs4Cu Sb2Br12比最近报道的Cs4Cu Sb2Cl12显示出显著的优越性。最后,本文还将密度泛函理(DFT)计算和机器学习(ML)算法相结合,成功地建立了一个预测模型,筛选出有前途的无机双钙钛矿光伏太阳能电池材料。基于机器学习模型的高精度和效率,我们从初始的1058个候选无机双钙钛矿材料中筛选出了两种新的化合物K2Cu Bi F6及Cs2KIn I6,并计算表明它们具有合适的能隙、高热稳定性和良好的光学性能。我们建议K2Cu Bi F6和Cs2KIn I6可以成为无铅混合钙钛矿太阳能电池领域的候选材料。
其他文献
甲醇氧化反应(MOR)因其在直接甲醇燃料电池发展中的重要作用而受到广泛地关注。由于三氧化钨(WO3)在酸性介质环境中稳定性好的特点,故常被作为一种性能良好的燃料电池催化剂的载体。然而WO3被作为催化剂载体使用时,由于存在着较差的导电性能以及较小的比表面积等方面的缺陷限制了其在直接甲醇燃料电池中的应用。本文主要从减小WO3的带隙和增加它的导电性能两个方面来着手,以此提高催化剂的电催化活性并且降低催化
钕铁硼永磁材料具有较高的能量密度,被广泛应用于风力发电、电动汽车、医疗设备、家用电器和通信设备等众多领域。随着钕铁硼磁体市场需求的增长,Pr、Nd、Dy、Tb等稀土金属的需求也迅速增加。Ce是Pr/Nd提取过程中的副产物,丰度最高,但利用率很低,处于长期积压的状态。Ce与Nd/Pr的化学性质相近,也可用于磁性材料的生产。近几年,Ce基永磁材料越来越受到人们的重视。本论文首先研究了放电等离子烧结(S
压电材料是一种化学性质稳定、易制备且应用广泛的材料。压电材料主要有压电单晶、压电陶瓷、压电薄膜以及有机无机杂化压电材料。其中压电陶瓷又包括铅基压电陶瓷和无铅压电陶瓷。铅基压电陶瓷因其具备优异的铁电压电性能被广泛应用于军事、医学等领域。随着人们环保意识的增强,意识到Pb O会对人体造成伤害、对生态环境造成严重威胁。研究高性能的无铅压电陶瓷来代替铅基压电材料在压电器件方面的应用成为重中之重。具备优异铁
研究目的:探讨低促性腺激素性性腺功能减退症(HH)患者的临床特点、生化和影像学改变及分子病因。研究方法:收集2011年8月至2018年8月期间就诊于我院内分泌科临床诊断为低促性腺激素型性腺功能减退症患者的病史、实验室检查及影像学检查资料,同时对10例患者进行HH致病基因靶向二代测序。研究结果:共纳入20例HH患者,其中男性19例,染色体核型均为46,XY,女性1例,染色体核型为46,XX。就诊年龄
SmCo5永磁合金有着较大的磁晶各向异性场,较高的居里温度以及优异的综合磁性能,广泛应用于国防与军事和航空航天等科技领域。本论文通过熔炼、快淬和放电等离子烧结技术(SPS)制备SmCo5基热压磁体(SPSed magnets)以及热变形磁体(hot-deformed magnets),研究了热压烧结工艺、热变形工艺、热处理工艺和磁粉状态对SmCo5基永磁合金的物相组成、微观结构、磁性能和高温稳定性
煤矿软岩巷道表面防护不足,易导致软岩风化、潮解,引发瓦斯串井和巷道局部塌陷等灾害事故。锚喷支护是煤矿软岩巷道表面防护的主要技术手段,但喷层易开裂、抗渗性弱以及国内缺乏高性能材料的锚喷支护应用研究是制约锚喷支护技术发展的重要因素。本文以VAE乳液(醋酸乙烯-乙烯共聚乳液)为改性剂,开展高性能VAE乳液改性水泥基复合材料的研制,探究了改性机理;并重点研究了VAE乳液改性水泥基复合材料喷层的抗开裂性能、
采用SrSc0.5Nb0.5O3与(Bi0.5Na0.5)(Ti0.95Al0.025Nb0.025)O3固溶构建了无铅陶瓷体系材料(1-x)(Bi0.5Na0.5Ti0.95Al0.025-Nb0.025O3)-x(SrSc0.5Nb0.5O3)(简记为(1-x)BNTA-x SSN,x=5%、10%、15%、20%,摩尔分数)。通过传统固相反应法制备陶瓷,研究了SrSc0.5Nb0.5O3的引
传统的膨胀阻燃剂(IFR)存在阻燃效率低、添加量大等问题,因此新型膨胀阻燃体系的开发成为当前研究的热点。由于4f轨道的特殊性,稀土离子可催化加氢、脱氢、酯化等有机反应,可作为IFR的优良协效剂。本研究以焦磷酸哌嗪(PAPP)与聚磷酸铵(APP)组成IFR,稀土基磷杂菲(DOPO)类衍生物为阻燃协效剂,设计开发出新型的膨胀阻燃体系,用于提高聚丙烯(PP)及聚乳酸(PLA)的阻燃性能。主要工作如下:1