عنوان

بررسی اثر تغییر فاز بلوری بر خواص اپتوالکترونیکی پروسکایت‌های هیبرید آلی

پ۲۴۹۶۸

per

بررسی اثر تغییر فاز بلوری بر خواص اپتوالکترونیکی پروسکایت‌های هیبرید آلی

مهسا صابری

فیزیک

۱۳۹۹

۶۵ص

سی دی

کارشناسی ارشد

فوتونیک و فناوری پلاسما

۱۳۹۹/۱۱/۲۹

پروسکایت‌های هیبرید آلی دسته‌ایی از جاذب‌های نوری هستند که اخیرا مورد توجه قرار گرفته‌اند و به علت وجود نوار ممنوعه عریض و متغیر و طیف جذبی محدوده‌ی مرئی کاربرد زیادی در ادوات اپتوالکتریکی را دارا هستند. در ساختارهای پروسکایتی با تغییر نوع هالوژن، گاف انرژی تغییر پیدا می‌کند به عبارتی با تغییر نوع هالوژن می‌توان گاف انرژی این ساختارها راکنترل کرد. مواد پروسکایت هیبرید آلی بدلیل اینکه خواص الکتریکی و اپتیکی خوبی از خود نشان می‌دهند، همچنین قابلیت سنتز در دمای اتاق و دارا بودن بازده تبدیلPCE بالا در سلول‌های خورشیدی ودیودهای نور گسیل(LEDها) جایگزین مناسبی برای نیم‌رسانا‌های مرسوم هستند. انواع مختلف پروسکایت‌ها به علت تنوع زیاد در خواص الکترونیکی (رسانایی، نیم‌رسانایی، عایق کامل) و بی نظمی‌های ساختاری و تغییرات فازی در اثر تغییر دما اهمیت زیادی دارند. این مواد در دمای پایین‌تر از 2/162 کلوین فاز راستگوشی با گروه فضایی (pnma)، در دمای بالاتر از 4/161 تا 4/327 کلوین و فاز چهارگوشی با گروه فضایی (14/mcm) در دمای بالاتر از 4/327 کلوین و نیز فاز مکعبی ساده با گروه فضایی (pm3m) در دمای بالاتر از 330 کلوین ظاهر می‌شود. پیشرفت فوق العاده سریع در مواد فتوولتائیک پروسکایت مورد توجه بسیار قرار گرفته، هم از بعد تجربی و هم از بعد نظری مورد مطالعه قرار گرفته است. در این پژوهش در نظر داریم تغییرات فاز کریستالی پروسکایت‌های هالید آلی را براساس مطالعه خواص اپتیکی آن‌ها مورد بررسی قرار دهیم. در ادامه به شبیه سازی سلول‌های خورشیدی و تایید تغییرات فازی و نظم کریستالی بر پارامتر PCE خواهیم پرداخت. پارامترهای پایه مانند ثابت شبکه، ساختار نواری، گاف انرژی، چگالی حالات، جرم بار موثر، ضریب عبور الکتریکی نیز براساس محاسبات نظریه تابعی چگالی(DFT) مورد مطالعه قرار گرفته است که نهایتا بیانگر ساختار نواری که گاف انرزی در همه فازها به صورت مستقیم بوده و گاف نواری فاز راستگوشی نسبت به دیگر فازها بزرگتر است و در نتیجه با استفاده از تمامی پارامترهای بهینه شده برای فاز مکعبی ساده بازده تبدیل 93/5 % به دست آمده است

Abstract Organic hybrid perovskites are a group of optical absorbers that have recently received attention and are widely used in optoelectric devices due to the presence of a wide and variable prohibited band and the absorption spectrum of the visible range. Organic hybrid perovskites are a group of optical absorbers that have received recent attention. Organic hybrid perovskite materials because of their good electrical and optical properties, as well as the ability to synthesize at room temperature and have high PCE conversion efficiency In solar cells and Light-emitting diode (LEDs) are a good alternative to conventional semiconductors. Different types of perovskites are very important due to the great variety in electrical properties (conductivity, semiconductor, complete insulation) and structural irregularities and phase changes due to temperature change. These materials at temperatures below 162.2 Kelvin orthrombic phase with space group (pnma), appears at temperatures above 161.4 to 327.4 K, tetragonal phase with space group (14 / mcm) and at temperatures above 327.4 K, simple cubic phase with space group (pm3m) at temperatures above 330 K. Rapid perovskite photovoltaic materials have received much attention, both empirically and theoretically. In this study, we intend to study the crystal phase changes of organic halide perovskites based on their optical properties. In the following, we will simulate solar cells and confirm the fuzzy changes and crystal order on the PCE parameter. Basic parameters such as lattice constant, band structure, energy gap, density of states, effective charge mass, electrical conduction coefficient have also been studied based on density functional theory (DFT) calculations.Finally, it indicates the band structure in which the energy gap is straightforward in all phases and the rectangular band gap is larger than the other phases. As a result, using all the optimized parameters for the simple cubic phase, the conversion efficiency of 5/93% is obtained.

The effect of crystal phase change on the optoelectronic properties of organic hybrid perovskites

صابری،

مهسا

تهيه کننده

‏‏شجاعی،

‏ اختریان فر،

‏‏‏سعید

سید فرشاد

استاد راهنما

استاد مشاور

‏ تبریز