Two-Dimensional Type-II BP/MoSi2P4 vdW Heterostructures for High-Performance Solar Cells

异质结 光电效应 单层 带隙 吸收(声学) 材料科学 范德瓦尔斯力 电子迁移率 密度泛函理论 光电子学 纳米技术 化学 计算化学 有机化学 分子 复合材料
作者
Yuan Guo,Jingjing Min,Xiaolin Cai,Liying Zhang,Chengyan Liu,Yu Jia
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry C [American Chemical Society]
卷期号:126 (9): 4677-4683 被引量:29
标识
DOI:10.1021/acs.jpcc.1c10476
摘要

Designing van der Waals (vdW) heterostructures has been considered to be a promising strategy for fabricating high-performance nanosized optoelectronic devices. Based on the first-principles calculations within density functional theory (DFT), we have demonstrated that a BP/MoSi2P4 vdW heterostructure possesses a direct band gap with a typical type-II band alignment, which can facilitate the effective separation of photogenerated electron–hole pairs. Compared with a MoSi2P4 monolayer, not only the hole carrier mobility but also the optical absorption intensity of the BP/MoSi2P4 heterostructure can be enhanced significantly. The predicted photoelectric conversion efficiency (PCE) for the BP/MoSi2P4 heterostructure can reach up to 22.2%, which is competitive with other existing two-dimensional (2D) heterostructures studied previously. Our findings indicate that the 2D BP/MoSi2P4 heterostructure can be a good candidate for new optoelectronic nanodevices.
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