Machine Learning-Aided Band Gap Engineering of BaZrS3 Chalcogenide Perovskite

材料科学 带隙 掺杂剂 兴奋剂 钙钛矿(结构) 硫系化合物 光电子学 光致发光 太阳能电池 光伏系统 直接和间接带隙 结晶学 电气工程 工程类 化学
作者
Shyam Sharma,Zachary D. Ward,Kevin Bhimani,Mukul Sharma,Joshua Quinton,Trevor David Rhone,Su‐Fei Shi,Humberto Terrones,Nikhil Koratkar
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:15 (15): 18962-18972 被引量:11
标识
DOI:10.1021/acsami.3c00618
摘要

The non-toxic and stable chalcogenide perovskite BaZrS3 fulfills many key optoelectronic properties for a high-efficiency photovoltaic material. It has been shown to possess a direct band gap with a large absorption coefficient and good carrier mobility values. With a reported band gap of 1.7–1.8 eV, BaZrS3 is a good candidate for tandem solar cell materials; however, its band gap is significantly larger than the optimal value for a high-efficiency single-junction solar cell (∼1.3 eV, Shockley–Queisser limit)─thus doping is required to lower the band gap. By combining first-principles calculations and machine learning algorithms, we are able to identify and predict the best dopants for the BaZrS3 perovskites for potential future photovoltaic devices with a band gap within the Shockley–Queisser limit. It is found that the Ca dopant at the Ba site or Ti dopant at the Zr site is the best candidate dopant. Based on this information, we report for the first time partial doping at the Ba site in BaZrS3 with Ca (i.e., Ba1–xCaxZrS3) and compare its photoluminescence with Ti-doped perovskites [i.e., Ba(Zr1–xTix)S3]. Synthesized (Ba,Ca)ZrS3 perovskites show a reduction in the band gap from ∼1.75 to ∼1.26 eV with <2 atom % Ca doping. Our results indicate that for the purpose of band gap tuning for photovoltaic applications, Ca-doping at the Ba-site is superior to Ti-doping at the Zr-site reported previously.
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
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
小易不易完成签到,获得积分10
1秒前
尹丁未完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
英姑应助螺蛳粉与辣条采纳,获得50
1秒前
JX发布了新的文献求助10
2秒前
xiaofanwang完成签到,获得积分10
2秒前
研友_VZG7GZ应助Qin采纳,获得10
3秒前
不安的小鸽子完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
s_yu发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
iilii发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
5秒前
梨子完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
6秒前
8秒前
8秒前
隐形曼青应助不一采纳,获得30
8秒前
9秒前
完美世界应助儒雅的蜜粉采纳,获得10
9秒前
吴怡萱发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
黑不是黑发布了新的文献求助10
10秒前
wq完成签到,获得积分10
10秒前
Owen应助bodao采纳,获得10
10秒前
猪不会被摇完成签到,获得积分10
10秒前
向上完成签到,获得积分10
10秒前
所所应助spin085采纳,获得10
10秒前
11秒前
htfz发布了新的文献求助30
11秒前
传奇3应助frost采纳,获得10
11秒前
彩色枫完成签到,获得积分10
12秒前
独特的凝云完成签到 ,获得积分0
12秒前
12秒前
lht完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
暴躁熊发布了新的文献求助10
13秒前
酸辣米线完成签到,获得积分10
13秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
晶种分解过程与铝酸钠溶液混合强度关系的探讨 8888
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
Leading Academic-Practice Partnerships in Nursing and Healthcare: A Paradigm for Change 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
The Sage Handbook of Digital Labour 600
汪玉姣:《金钱与血脉:泰国侨批商业帝国的百年激荡(1850年代-1990年代)》(2025) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6415411
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8234466
关于积分的说明 17486554
捐赠科研通 5468392
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2889055
邀请新用户注册赠送积分活动 1865962
关于科研通互助平台的介绍 1703572