针状α相AZrX_(3)(A=Ca,Sr,Ba;X=S,Se)无铅硫族钙钛矿光电特性的第一性原理计算

通过密度泛函理论的第一性原理计算方法,系统研究了针状α相AZrX_(3)(A=Ca,Sr,Ba;X=S,Se)无铅硫族钙钛矿的晶体结构、力学性质和光电性质,并采用modified Becke-Johnson(mBJ)计算方法对带隙进行修正。结果表明:AZrX_(3)钙钛矿材料为直接带隙半导体,具有良好的力学和热力学稳定性。其中,针状α-SrZrS_(3)具有电子有效质量小(0.33m_(0))和在可见光区域光吸收系数高(~4×10^(5)cm^(-1))等特点。且在材料厚度为1.0μm时,光谱极限最大效率(SLME)高达~32.64%,是潜在的太阳电池吸光层材料。同时,AZrSe_(3)的光电性质计算显示它们也是潜在的光电材料。本研究可以为实验上进一步制备和研究无铅硫族钙钛矿材料的光电性能提供可靠的理论指导。