Published March 26, 2021
| Version v1
Publication
Open
Electronic and optical properties of vacancy ordered double perovskites A2BX6 (A = Rb, Cs; B = Sn, Pd, Pt; and X = Cl, Br, I): a first principles study
Creators
- 1. University of Peshawar
- 2. National Chemical Laboratory
- 3. Islamia College University
- 4. Jilin University
- 5. Inspiration Innovation Synergy University
- 6. Princess Nourah bint Abdulrahman University
Description
The highly successful PBE functional and the modified Becke–Johnson exchange potential were used to calculate the structural, electronic, and optical properties of the vacancy-ordered double perovskites A2BX6 (A = Rb, Cs; B = Sn, Pd, Pt; X = Cl, Br, and I) using the density functional theory, a first principles approach. The convex hull approach was used to check the thermodynamic stability of the compounds. The calculated parameters (lattice constants, band gap, and bond lengths) are in tune with the available experimental and theoretical results. The compounds, Rb2PdBr6 and Cs2PtI6, exhibit band gaps within the optimal range of 0.9–1.6 eV, required for the single-junction photovoltaic applications. The photovoltaic efficiency of the studied materials was assessed using the spectroscopic-limited-maximum-efficiency (SLME) metric as well as the optical properties. The ideal band gap, high dielectric constants, and optimum light absorption of these perovskites make them suitable for high performance single and multi-junction perovskite solar cells.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تم استخدام وظيفة PBE الناجحة للغاية وإمكانات تبادل بيك جونسون المعدلة لحساب الخصائص الهيكلية والإلكترونية والبصرية للبيروفسكايت المزدوجة المرتبة حسب الشغور A2BX6 (A = Rb، Cs ؛ B = Sn، Pd، Pt ؛ X = Cl، Br، و I) باستخدام نظرية الكثافة الوظيفية، وهي نهج المبادئ الأولى. تم استخدام نهج البدن المحدب للتحقق من الاستقرار الديناميكي الحراري للمركبات. تتوافق المعلمات المحسوبة (ثوابت الشبكة وفجوة النطاق وأطوال الرابطة) مع النتائج التجريبية والنظرية المتاحة. تُظهر المركبات، Rb2PdBr6 و Cs2PtI6، فجوات نطاق ضمن النطاق الأمثل من 0.9–1.6 فولت، المطلوبة للتطبيقات الكهروضوئية أحادية الوصلة. تم تقييم الكفاءة الكهروضوئية للمواد المدروسة باستخدام مقياس الكفاءة الطيفية المحدودة القصوى (SLME) بالإضافة إلى الخصائص البصرية. إن فجوة النطاق المثالية وثوابت العزل الكهربائي العالية وامتصاص الضوء الأمثل لهذه البيروفسكايت تجعلها مناسبة للخلايا الشمسية البيروفسكايتية أحادية ومتعددة الوصلات عالية الأداء.Translated Description (French)
La fonction PBE très réussie et le potentiel d'échange Becke-Johnson modifié ont été utilisés pour calculer les propriétés structurelles, électroniques et optiques des pérovskites doubles A2BX6 ordonnées par vacance (A = Rb, Cs ; B = Sn, Pd, Pt ; X = Cl, Br et I) en utilisant la théorie fonctionnelle de la densité, une approche des premiers principes. L'approche de la coque convexe a été utilisée pour vérifier la stabilité thermodynamique des composés. Les paramètres calculés (constantes de réseau, bande interdite et longueurs de liaison) sont en accord avec les résultats expérimentaux et théoriques disponibles. Les composés, Rb2PdBr6 et Cs2PtI6, présentent des bandes interdites dans la plage optimale de 0,9-1,6 eV, requises pour les applications photovoltaïques à jonction unique. L'efficacité photovoltaïque des matériaux étudiés a été évaluée à l'aide de la métrique SLME (spectroscopic-limited-maximum-efficiency) ainsi que des propriétés optiques. La bande interdite idéale, les constantes diélectriques élevées et l'absorption optimale de la lumière de ces pérovskites les rendent adaptées aux cellules solaires haute performance à pérovskite à une ou plusieurs jonctions.Translated Description (Spanish)
El PBE funcional altamente exitoso y el potencial de intercambio Becke-Johnson modificado se utilizaron para calcular las propiedades estructurales, electrónicas y ópticas de las perovskitas dobles ordenadas por vacantes A2BX6 (A = Rb, Cs; B = Sn, Pd, Pt; X = Cl, Br e I) utilizando la teoría funcional de densidad, un enfoque de primeros principios. Se utilizó el enfoque de casco convexo para comprobar la estabilidad termodinámica de los compuestos. Los parámetros calculados (constantes de red, banda prohibida y longitudes de enlace) están en sintonía con los resultados experimentales y teóricos disponibles. Los compuestos, Rb2PdBr6 y Cs2PtI6, exhiben brechas de banda dentro del rango óptimo de 0.9–1.6 eV, requerido para las aplicaciones fotovoltaicas de unión única. La eficiencia fotovoltaica de los materiales estudiados se evaluó utilizando la métrica de eficiencia máxima espectroscópica limitada (SLME), así como las propiedades ópticas. La banda prohibida ideal, las altas constantes dieléctricas y la absorción óptima de la luz de estas perovskitas las hacen adecuadas para células solares de perovskita de unión simple y múltiple de alto rendimiento.Files
s41598-021-86145-x.pdf.pdf
Files
(1.7 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:61be48cd82ac1ac7cf31ac5c9441c399
|
1.7 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- الخصائص الإلكترونية والبصرية للشواغر المطلوبة البيروفسكايت المزدوجة A2BX6 (A = Rb، Cs ؛ B = Sn، Pd، Pt ؛ و X = Cl، Br، I): دراسة المبادئ الأولى
- Translated title (French)
- Propriétés électroniques et optiques des pérovskites doubles A2BX6 (A = Rb, Cs ; B = Sn, Pd, Pt ; et X = Cl, Br, I) : une première étude de principes
- Translated title (Spanish)
- Propiedades electrónicas y ópticas de las perovskitas dobles vacantes ordenadas A2BX6 (A = Rb, Cs; B = Sn, Pd, Pt; y X = Cl, Br, I): un estudio de primeros principios
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3139105207
- DOI
- 10.1038/s41598-021-86145-x
References
- https://openalex.org/W1965464747
- https://openalex.org/W1977057564
- https://openalex.org/W1979086238
- https://openalex.org/W1981368803
- https://openalex.org/W1983156720
- https://openalex.org/W1989229951
- https://openalex.org/W2017805851
- https://openalex.org/W2020683240
- https://openalex.org/W2029637177
- https://openalex.org/W2030976617
- https://openalex.org/W2035729595
- https://openalex.org/W2041726686
- https://openalex.org/W2041754264
- https://openalex.org/W2042468043
- https://openalex.org/W2046370554
- https://openalex.org/W2057327293
- https://openalex.org/W2067573153
- https://openalex.org/W2067923519
- https://openalex.org/W2073726416
- https://openalex.org/W2085093563
- https://openalex.org/W2112065696
- https://openalex.org/W2136291721
- https://openalex.org/W2147878073
- https://openalex.org/W2169328609
- https://openalex.org/W2295658443
- https://openalex.org/W2314462761
- https://openalex.org/W2319943481
- https://openalex.org/W2321973456
- https://openalex.org/W2323066956
- https://openalex.org/W2334540159
- https://openalex.org/W2338353692
- https://openalex.org/W2381030188
- https://openalex.org/W2409037280
- https://openalex.org/W2464799443
- https://openalex.org/W2472293555
- https://openalex.org/W2473855123
- https://openalex.org/W2474894284
- https://openalex.org/W2514528061
- https://openalex.org/W2583827446
- https://openalex.org/W2592422623
- https://openalex.org/W2606866881
- https://openalex.org/W2612709325
- https://openalex.org/W2727106016
- https://openalex.org/W2753358671
- https://openalex.org/W2777820405
- https://openalex.org/W2792176633
- https://openalex.org/W2799656260
- https://openalex.org/W2801053525
- https://openalex.org/W2803395311
- https://openalex.org/W2804336337
- https://openalex.org/W2882995770
- https://openalex.org/W2898391208
- https://openalex.org/W2903413379
- https://openalex.org/W2911150286
- https://openalex.org/W2949025792
- https://openalex.org/W2957885208
- https://openalex.org/W3008213911
- https://openalex.org/W3015776221