Published July 1, 2023 | Version v1
Publication Metadata-only

Investigation of structural, electronic, mechanical, & optical characteristics of Ra based-cubic hydrides RbRaX3 (X= F and cl) perovskite materials for solar cell applications: First principle study

Creators

  • 1. Khwaja Fareed University of Engineering and Information Technology
  • 2. Islamia University of Bahawalpur
  • 3. King Fahd University of Petroleum and Minerals
  • 4. Institute of Technology Sligo
  • 5. King Khalid University

Description

Perovskite materials are considered the gateway of various physical applications to meet the production and consumption of energy and medical fields. Density Functional Theory (DFT) becomes the most important field in the modern era to investigate perovskite materials for various physical properties. DFT nowadays is used to explore the perovskite materials for a lot of applications like photocatalytic, optoelectronic, and photovoltaics. We discussed radium based cubic hydrides RbRaX3 (while X = F & Cl) perovskite material's electrical, optical, elastic, & physical characteristics with the help of DFT-based CASTEP code with PBE exchange-correlation efficient of GGA. The RbRaF3 & RbRaCl3 have three-dimensional nature by means of space group 221 (Pm3 m). According to electronic characteristics, the direct bandgap of RbRaF3 RbRaCl3 are 3.18eV and 2.209eV, respectively. Both compounds are brittle in nature via Poisson's ratio & Pugh's criteria. Thus, our novel RbRaX3 (X = F and Cl) compounds have excellent applications for solar cell and medical areas.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تعتبر مواد البيروفسكايت بوابة لمختلف التطبيقات المادية لتلبية إنتاج واستهلاك الطاقة والمجالات الطبية. تصبح نظرية الكثافة الوظيفية (DFT) أهم مجال في العصر الحديث للتحقيق في مواد البيروفسكايت لمختلف الخصائص الفيزيائية. يستخدم DFT في الوقت الحاضر لاستكشاف مواد البيروفسكايت للعديد من التطبيقات مثل التحفيز الضوئي والإلكترونيات الضوئية والخلايا الكهروضوئية. ناقشنا الخصائص الكهربائية والبصرية والمرنة والفيزيائية لمواد البيروفسكايت القائمة على الراديوم RbRaX3 (بينما X = F & Cl) بمساعدة رمز CASTEP القائم على DFT مع كفاءة ارتباط تبادل PBE لـ GGA. RbRaF3 و RbRaCl3 لهما طبيعة ثلاثية الأبعاد عن طريق المجموعة الفضائية 221 (Pm3 m). وفقًا للخصائص الإلكترونية، فإن فجوة النطاق الترددي المباشرة لـ RbRaF3 RbRaCl3 هي 3.18إلكترون فولت و 2.209 إلكترون فولت على التوالي. كلا المركبين هشان بطبيعتهما من خلال نسبة بواسون ومعايير بيو. وبالتالي، فإن مركبات RbRaX3 الجديدة (X = F و Cl) لها تطبيقات ممتازة للخلايا الشمسية والمناطق الطبية.

Translated Description (French)

Les matériaux de pérovskite sont considérés comme la passerelle de diverses applications physiques pour répondre à la production et à la consommation d'énergie et aux domaines médicaux. La théorie fonctionnelle de la densité (DFT) devient le domaine le plus important de l'ère moderne pour étudier les matériaux de pérovskite pour diverses propriétés physiques. La DFT est aujourd'hui utilisée pour explorer les matériaux de pérovskite pour de nombreuses applications telles que la photocatalyse, l'optoélectronique et le photovoltaïque. Nous avons discuté des caractéristiques électriques, optiques, élastiques et physiques du matériau de pérovskite à base d'hydrures cubiques à base de radium RbRaX3 (tandis que X = F & Cl) à l'aide du code CASTEP à base de DFT avec une corrélation d'échange PBE efficace de GGA. Les RbRaF3 et RbRaCl3 ont une nature tridimensionnelle au moyen du groupe d'espace 221 (Pm3 m). Selon les caractéristiques électroniques, la bande interdite directe de RbRaF3 RbRaCl3 est de 3,18eV et 2,209 eV, respectivement. Les deux composés sont de nature fragile via le ratio de Poisson et les critères de Pugh. Ainsi, nos nouveaux composés RbRaX3 (X = F et Cl) ont d'excellentes applications pour les cellules solaires et les domaines médicaux.

Translated Description (Spanish)

Los materiales de perovskita se consideran la puerta de entrada de diversas aplicaciones físicas para satisfacer la producción y el consumo de energía y los campos médicos. La Teoría Funcional de la Densidad (DFT) se convierte en el campo más importante en la era moderna para investigar los materiales de perovskita para varias propiedades físicas. DFT hoy en día se utiliza para explorar los materiales de perovskita para muchas aplicaciones como fotocatalítica, optoelectrónica y fotovoltaica. Discutimos las características eléctricas, ópticas, elásticas y físicas del material de perovskita de hidruros cúbicos a base de radio RbRaX3 (mientras que X = F & Cl) con la ayuda del código CASTEP basado en DFT con una correlación de intercambio PBE eficiente de GGA. El RbRaF3 y RbRaCl3 tienen naturaleza tridimensional por medio del grupo espacial 221 (Pm3 m). De acuerdo con las características electrónicas, la banda prohibida directa de RbRaF3 RbRaCl3 es de 3,18eV y 2,209 eV, respectivamente. Ambos compuestos son de naturaleza quebradiza según los criterios de Poisson y Pugh. Por lo tanto, nuestros nuevos compuestos RbRaX3 (X = F y Cl) tienen excelentes aplicaciones para células solares y áreas médicas.

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
التحقيق في الخصائص الهيكلية والإلكترونية والميكانيكية والبصرية لمواد الهيدريدات المكعبة القائمة على رع RbRaX3 (X= F و cl) بيروفسكايت لتطبيقات الخلايا الشمسية: دراسة المبدأ الأول
Translated title (French)
Étude des caractéristiques structurelles, électroniques, mécaniques et optiques des matériaux pérovskites RbRaX3 (X= F et cl) à base d'hydrures cubiques Ra pour les applications de cellules solaires : première étude de principe
Translated title (Spanish)
Investigación de las características estructurales, electrónicas, mecánicas y ópticas de los materiales de perovskita basados en hidruros cúbicos de Ra RbRaX3 (X= F y cl) para aplicaciones de células solares: Estudio del primer principio

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4384521159
DOI
10.1016/j.heliyon.2023.e18407

Is supplement to
https://openalex.org/W4385190050 (Other)
https://openalex.org/W4318204959 (Other)
https://openalex.org/W4311376169 (Other)
https://openalex.org/W4286638994 (Other)
https://openalex.org/W4200201468 (Other)
https://openalex.org/W3105965102 (Other)
https://openalex.org/W2996607737 (Other)
https://openalex.org/W2611270370 (Other)
https://openalex.org/W2389889864 (Other)
https://openalex.org/W2314576610 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Pakistan

References

  • https://openalex.org/W2003501158
  • https://openalex.org/W2068972463
  • https://openalex.org/W2073531811
  • https://openalex.org/W2088925839
  • https://openalex.org/W2151649783
  • https://openalex.org/W2427994234
  • https://openalex.org/W2597521689
  • https://openalex.org/W2789873736
  • https://openalex.org/W2794534937
  • https://openalex.org/W2796590481
  • https://openalex.org/W2806688144
  • https://openalex.org/W2948944653
  • https://openalex.org/W2991220562
  • https://openalex.org/W3003158919
  • https://openalex.org/W3005336675
  • https://openalex.org/W3014013149
  • https://openalex.org/W3023776666
  • https://openalex.org/W3031346672
  • https://openalex.org/W3037982777
  • https://openalex.org/W3046630569
  • https://openalex.org/W3047204446
  • https://openalex.org/W3081955675
  • https://openalex.org/W3096223341
  • https://openalex.org/W3132277597
  • https://openalex.org/W4220767515
  • https://openalex.org/W4281743665
  • https://openalex.org/W4282593495
  • https://openalex.org/W4290735182
  • https://openalex.org/W4293089902
  • https://openalex.org/W4293497072
  • https://openalex.org/W4306377339
  • https://openalex.org/W4307234537
  • https://openalex.org/W4316127154
  • https://openalex.org/W4320486993
  • https://openalex.org/W4321240027
  • https://openalex.org/W4321768391
  • https://openalex.org/W4321769403
  • https://openalex.org/W4322154696
  • https://openalex.org/W4323664159
  • https://openalex.org/W4380872491