Optoelectronic Properties of Mixed Iodide-Bromide Perovskites from First-Principles Computational Modeling and Experiment.
Optoelectronic Properties of Mixed Iodide-Bromide Perovskites from First-Principles Computational Modeling and Experiment.
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DOI：
10.1021/acs.jpclett.2c00938
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发表时间：
2022-05-12
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Filip MR
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Chen Y;Motti SG;Oliver RDJ;Wright AD;Snaith HJ;Johnston MB;Herz LM;Filip MR
卤化铅钙钛矿中的卤素混合是用于调节发光和多结太阳能电池应用中的带隙的有效途径。本文从理论和实验两方面研究了卤素掺杂对铅卤钙钛矿光电性能的影响。我们应用密度泛函理论中的虚晶近似，GW近似和Bethe-Salpeter方程来计算一系列混合卤化物钙钛矿的结构，振动和光电性质。我们分别进行光谱测量这些属性和分析准粒子带隙，有效质量，吸收系数，电荷载流子迁移率和激子结合能卤素混合的影响。我们的联合理论-实验研究表明，碘-溴混合卤化物钙钛矿可以建模为同价合金，局部结构畸变对这些混合物种的性质没有显着的作用。我们的研究概述了一个一般的理论-实验框架，为未来的调查新的化学混合系统。
Halogen mixing in lead-halide perovskites is an effective route for tuning the band gap in light emission and multijunction solar cell applications. Here we report the effect of halogen mixing on the optoelectronic properties of lead-halide perovskites from theory and experiment. We applied the virtual crystal approximation within density functional theory, the GW approximation, and the Bethe–Salpeter equation to calculate structural, vibrational, and optoelectronic properties for a series of mixed halide perovskites. We separately perform spectroscopic measurements of these properties and analyze the impact of halogen mixing on quasiparticle band gaps, effective masses, absorption coefficients, charge-carrier mobilities, and exciton binding energies. Our joint theoretical–experimental study demonstrates that iodide–bromide mixed-halide perovskites can be modeled as homovalent alloys, and local structural distortions do not play a significant role for the properties of these mixed species. Our study outlines a general theoretical–experimental framework for future investigations of novel chemically mixed systems.
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