无机非铅钙钛矿Cs3Bi2I9的电子和光学性质

有机-无机卤化钙钛矿材料因具有优异的光电性质而被广泛应用于太阳电池中,然而材料及器件的稳定性及含铅问题却严重制约其生产发展.与杂化钙钛矿相比,无机非铅钙钛矿Cs₃Bi₂I₉因具有更强的稳定性和环境友好性受到人们的广泛关注.Cs₃Bi₂I₉具有单斜、三角和六方3种晶型,目前,对Cs₃Bi₂I₉的理论和实验研究主要集中在六方相.本文基于密度泛函理论的第一性原理对Cs₃Bi₂I₉单斜、三角和六方相的电子性质、载流子有效质量(m~*)、稳定性和光学性质进行了理论研究.结果表明,3种晶相具有相近的稳定性,三角相因具有较小的直接带隙(1.21 eV)性质成为最具研究潜力的对象.3种晶相的m~*均具有沿a,b方向相同和沿c方向不同的特点,三角相的电子有效质量最小、且沿a方向的电子有效质量小于c方向.相比单斜和六方相,三角相Cs_3<...