Materials Design of Solar Cell Absorbers Beyond Perovskites and Conventional Semiconductors via Combining Tetrahedral and Octahedral Coordination

八面体 材料科学 半导体 晶体结构 太阳能电池 纳米技术 结晶学 四面体 钙钛矿太阳能电池 工程物理 光电子学 化学 工程类
作者
Jing Wang,Hangyan Chen,Su‐Huai Wei,Wan‐Jian Yin
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:31 (17) 被引量:58
标识
DOI:10.1002/adma.201806593
摘要

Tetrahedral coordination structures, e.g. crystalline Si, GaAs, CdTe, and octahedral coordination structures, e.g. perovskites, represent two classes of successful crystal structures hitherto for solar cell absorbers. Here, via first-principles calculations and crystal symmetry analysis, the two classes of semiconductors are shown exhibiting complementary properties in terms of bond covalency/ionicity, optical property, defect tolerance, and stability, which are correlated with their respective coordination number. Therefore, a spinel structure is proposed, which combines tetrahedral and octahedral coordination into a single crystal structure, as an alternative to perovskite and conventional semiconductors for potential photovoltaic applications. The case studies of a class of 105 spinel AB2 X4 systems identify five spinel compounds HgAl2 Se4 , HgIn2 S4 , CdIn2 Se4 , HgSc2 S4 , and HgY2 S4 as promising solar cell absorbers. In particular, HgAl2 Se4 has suitable bandgap (1.36 eV by GW0 calculation), small direct-indirect bandgap difference (24 meV), appropriate carrier effective mass (me = 0.08 m0 , and mh = 0.69 m0 ), strong optical absorption, and high dynamic stability. This study suggests that crystal systems with mixed tetrahedral and octahedral coordination may open a viable route for emerging solar cell absorbers.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
善良的火完成签到 ,获得积分10
11秒前
优雅夕阳完成签到 ,获得积分10
13秒前
Jasper应助光亮的自行车采纳,获得10
13秒前
miki完成签到,获得积分10
14秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
15秒前
糖宝完成签到 ,获得积分10
22秒前
KX2024完成签到,获得积分10
25秒前
松松发布了新的文献求助20
28秒前
nusiew完成签到,获得积分10
28秒前
huiluowork完成签到 ,获得积分10
29秒前
陶醉的翠霜完成签到 ,获得积分10
29秒前
29秒前
冷静如松完成签到 ,获得积分10
36秒前
38秒前
浮云完成签到 ,获得积分10
39秒前
屈岂愈完成签到,获得积分10
40秒前
54秒前
Pupil完成签到,获得积分10
54秒前
偏偏意气用事完成签到,获得积分10
55秒前
安安完成签到,获得积分10
59秒前
cttc完成签到,获得积分10
1分钟前
Chnimike完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
红茸茸羊完成签到 ,获得积分10
1分钟前
年轻千愁完成签到 ,获得积分10
1分钟前
liu完成签到,获得积分10
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
Wanyeweiyu完成签到,获得积分10
1分钟前
Fury完成签到 ,获得积分10
1分钟前
风中幻梦完成签到,获得积分10
1分钟前
bigpluto完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
是谁还没睡完成签到 ,获得积分10
1分钟前
盘尼西林发布了新的文献求助10
1分钟前
zzz完成签到 ,获得积分10
1分钟前
dktrrrr完成签到,获得积分10
1分钟前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
丘比特应助科研通管家采纳,获得20
1分钟前
1分钟前
ccc完成签到,获得积分10
1分钟前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 3000
徐淮辽南地区新元古代叠层石及生物地层 3000
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
Handbook of Industrial Diamonds.Vol2 1100
Global Eyelash Assessment scale (GEA) 1000
Picture Books with Same-sex Parented Families: Unintentional Censorship 550
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4038066
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3575779
关于积分的说明 11373801
捐赠科研通 3305584
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1819239
邀请新用户注册赠送积分活动 892655
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 815022