In2Se3, In2Te3, and In2(Se,Te)3 Alloys as Photovoltaic Materials

带隙 材料科学 太阳能电池 半导体 直接和间接带隙 光电子学 薄膜 凝聚态物理 纳米技术 物理
作者
Wei Li,Xuefen Cai,Nicholas Valdes,Tianshi Wang,William N. Shafarman,Su‐Huai Wei,Anderson Janotti
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry Letters [American Chemical Society]
卷期号:13 (51): 12026-12031 被引量:14
标识
DOI:10.1021/acs.jpclett.2c02975
摘要

In its lowest-energy three-dimensional (3D) hexagonal crystal structure (γ phase), In2Se3 has a direct band gap of ∼1.8 eV and displays high absorption coefficient, making it a promising semiconductor material for optoelectronics. Incorporation of Te allows for tuning the band gap, adding flexibility to device design and extending the application range. Here we report results of hybrid density functional theory calculations to assess the electronic and optical properties of γ-In2Se3, γ-In2Te3, and γ-In2(Se1-xTex)3 alloys, and initial experiments on the growth and characterization of γ-In2Se3 thin films. The predicted band gap of 1.84 eV for γ-In2Se3 is in good agreement with the absorption onset derived from transmission and reflection spectra of thin films. We show that incorporation of Te gives γ-In2(Se1-xTex)3 alloys with a band gap ranging from 1.84 eV down to 1.23 eV, thus covering the optimal band gap range for single-junction solar cells. In addition, the γ-In2Se3/γ-In2(Se1-xTex)3 bilayer could be employed in tandem solar-cell architectures absorbing at Eg ≈ 1.8 eV and at Eg ≤ 1.4 eV, toward overcoming the ∼33% efficiency set by the Shockley-Queisser limit for single junction solar cells. We also discuss band gap bowing and mixing enthalpies, aiming at adding γ-In2Se3, γ-In2Te3, and γ-In2(Se1-xTex)3 alloys to the available toolbox of materials for solar cells and other optoelectronic applications.
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
111完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
hahhh7发布了新的文献求助10
3秒前
sugar完成签到,获得积分0
4秒前
Akim应助海与猫采纳,获得10
4秒前
arissy发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
顾矜应助111采纳,获得10
6秒前
6秒前
完美世界应助renovel采纳,获得10
7秒前
8秒前
8秒前
宸一发布了新的文献求助30
10秒前
欢喜的夜天完成签到,获得积分10
10秒前
科研通AI6.1应助Nyh采纳,获得10
10秒前
11秒前
11秒前
斯文败类应助风之旅人采纳,获得10
11秒前
飞龙在天完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
彭于晏应助zhounini1989采纳,获得10
13秒前
完美世界应助闪闪落雁采纳,获得10
15秒前
寒食完成签到,获得积分0
15秒前
15秒前
Akim应助Amelk采纳,获得10
17秒前
mmzz发布了新的文献求助10
17秒前
derherzog发布了新的文献求助10
18秒前
凉小远完成签到,获得积分10
18秒前
1234567发布了新的文献求助10
19秒前
火星弟弟完成签到,获得积分10
19秒前
20秒前
20秒前
小巫发布了新的文献求助10
21秒前
22秒前
22秒前
发的不太好完成签到,获得积分10
22秒前
xiao完成签到,获得积分10
22秒前
derherzog完成签到,获得积分20
23秒前
陈千里发布了新的文献求助10
24秒前
科研通AI2S应助睡不醒的网采纳,获得10
24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
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 3000
VASCULITIS(血管炎)Rheumatic Disease Clinics (Clinics Review Articles) —— 《风湿病临床》(临床综述文章) 1000
Feldspar inclusion dating of ceramics and burnt stones 1000
What is the Future of Psychotherapy in a Digital Age? 801
The Psychological Quest for Meaning 800
Digital and Social Media Marketing 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5977450
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7338065
关于积分的说明 16010164
捐赠科研通 5116845
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2746683
邀请新用户注册赠送积分活动 1715088
关于科研通互助平台的介绍 1623852