The interlayer coupling modulation of a g-C<sub>3</sub>N<sub>4</sub>/WTe<sub>2</sub> heterostructure for solar cell applications

异质结 带隙 材料科学 光电子学 范德瓦尔斯力 太阳能电池 吸收(声学) GSM演进的增强数据速率 直接和间接带隙
作者
Peng Lin,Nengshen Xu,Xiaolin Tan,Xuhui Yang,Rui Xiong,Cuilian Wen,Bo Wu,Qilang Lin,Baisheng Sa
出处
期刊:RSC Advances [Royal Society of Chemistry]
卷期号:12 (2): 998-1004 被引量:2
标识
DOI:10.1039/d1ra08397j
摘要

Constructing van der Waals (vdW) heterostructures has been proved to be an excellent strategy to design or modulate the physical and chemical properties of 2D materials. Here, we investigated the electronic structures and solar cell performances of the g-C3N4/WTe2 heterostructure via first-principles calculations. It is highlighted that the g-C3N4/WTe2 heterostructure presents a type-II band edge alignment with a band gap of 1.24 eV and a corresponding visible light absorption coefficient of ∼106 cm-1 scale. Interestingly, the band gap of the g-C3N4/WTe2 heterostructure could increase to 1.44 eV by enlarging the vdW gap to harvest more visible light energy. It is worth noting that the decreased band alignment difference resulting from tuning the vdW gap, leads to a promotion of the power conversion efficiency up to 17.68%. This work may provide theoretical insights into g-C3N4/WTe2 heterostructure-based next-generation solar cells, as well as a guide for tuning properties of vdW heterostructures.
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