綠色能源是近年來(lái)各行業(yè)領(lǐng)域的關(guān)注重點(diǎn),其中又以太陽(yáng)能的獲取條件最為便利。鈣鈦礦太陽(yáng)能電池由于光電性能發(fā)展飛速、制備簡(jiǎn)單且光吸收系數(shù)高等特點(diǎn)受到光伏領(lǐng)域研究者的關(guān)注。從鈣鈦礦太陽(yáng)能電池面世至今的十余年間,其光電轉(zhuǎn)化效率已然追上傳統(tǒng)硅基太陽(yáng)能電池,有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的實(shí)驗(yàn)室測(cè)試結(jié)果更是有所超越。然而,其應(yīng)用依舊存在諸多限制,例如制備中產(chǎn)生的有機(jī)廢液、潮濕環(huán)境下材料穩(wěn)定性差、材料所含有的毒性等。因此,無(wú)毒穩(wěn)定鈣鈦礦材料成為新的研究熱點(diǎn)。本文采用第一性原理的計(jì)算方法對(duì)三種無(wú)鉛無(wú)機(jī)鈣鈦礦Cs₃Bi₂X₉（X:Cl,Br,I）進(jìn)行理論研究,得到晶體結(jié)構(gòu)的光電特性,界面穩(wěn)定性以及表面結(jié)構(gòu)對(duì)光電性能的影響,這將對(duì)材料的合成與應(yīng)用提供理論支撐。（1）從機(jī)理上解析Cs₃Bi₂X₉（X:Cl,Br,I）晶體的光電性能并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相互印證。進(jìn)行力學(xué)和電學(xué)的弛豫優(yōu)化后,其能帶結(jié)構(gòu)、吸收光譜與已有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)定性吻合,驗(yàn)證計(jì)算可靠性。三種材料的禁帶寬度分別為1.94eV、1.... 

【文章來(lái)源】：重慶理工大學(xué)重慶市

【文章頁(yè)數(shù)】：74 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 太陽(yáng)能電池
    1.3 鈣鈦礦材料結(jié)構(gòu)
    1.4 制約與前景
        1.4.1 有機(jī)鈣鈦礦材料的局限性
        1.4.2 無(wú)毒穩(wěn)定鈣鈦礦材料
    1.5 本文主要內(nèi)容
2 第一性原理計(jì)算理論基礎(chǔ)
    2.1 凝聚態(tài)物質(zhì)的Schr?dinger方程
    2.2 密度泛函理論
        2.2.1 Thomas-Fermi模型
        2.2.2 Hohenberg-Kohn定理
        2.2.3 Kohn-Sham方程
        2.2.4 交換關(guān)聯(lián)函數(shù)以及密度近似理論
    2.3 計(jì)算軟件及相關(guān)軟件簡(jiǎn)介
    2.4 技術(shù)路線與方案
3 Cs_3Bi_2X_9(X:Cl,Br,I)鈣鈦礦晶體的光電特性
    3.1 引言
    3.2 計(jì)算方法與設(shè)置參數(shù)
    3.3 Cs_3Bi_2X_9(X:Cl,Br,I)單晶胞的晶體結(jié)構(gòu)
    3.4 Cs_3Bi_2X_9(X:Cl,Br,I)單晶胞的能帶結(jié)構(gòu)及態(tài)密度
    3.5 Cs_3Bi_2X_9(X:Cl,Br,I)單晶胞的電子密度
    3.6 Cs_3Bi_2X_9(X:Cl,Br,I)單晶胞的光學(xué)性質(zhì)
    3.7 本章小結(jié)
4 Cs_3Bi_2X_9(X:Cl,Br,I)界面結(jié)構(gòu)特性的研究
    4.1 引言
    4.2 計(jì)算方法與設(shè)置參數(shù)
    4.3 Cs_3Bi_2Cl_9的界面結(jié)構(gòu)特性
    4.4 Cs_3Bi_2Br_9的界面結(jié)構(gòu)特性
    4.5 Cs_3Bi_2I_9的界面結(jié)構(gòu)特性
    4.6 本章小結(jié)
5 Cs_3Bi_2X_9(X:Cl,Br,I)表面特性對(duì)光電性能的影響
    5.1 引言
    5.2 計(jì)算方法與設(shè)置參數(shù)
    5.3 Cs_3Bi_2X_9(X:Cl,Br,I)的表面
    5.4 表面幾何結(jié)構(gòu)
    5.5 Cs_3Bi_2X_9(X:Cl,Br,I)表面結(jié)構(gòu)的能帶結(jié)構(gòu)及態(tài)密度
    5.6 Cs_3Bi_2X_9(X:Cl,Br,I)表面結(jié)構(gòu)的電子密度
    5.7 Cs_3Bi_2X_9(X:Cl,Br,I)表面結(jié)構(gòu)的光學(xué)性質(zhì)
    5.8 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及取得的研究成果



本文編號(hào)：3461984