Highly absorbent cubic structured Siliconmonochalcogenides: Promising materials for photovoltaic applications

Abstract

Zkoumání materiálů s vysokou účinností pro příští generace optoelektronických a fotovoltaické aplikace je velmi důležité. V tomto článku se budeme zkoumat potenciál nově navržených krychlových strukturované Siliconmonochalcogenides (π- SiS, π-SiSe, a π-SiTe) pro fotovoltaické a optoelektronické aplikace. Funkční teorie hustota byla přijata metoda založená na plný potenciál linearizovaný rozšířené rovině vlna a místní okružní (FP-L (APW + lo)) k provedení této studie. Tyto materiály mají soudržné a formace energie srovnatelný s ostatními stabilní binární chalkogenidů odrážejí jejich termodynamickou stabilitu v kubickou strukturu. Výsledky elektronických pásových struktur odhalit jim nepřímé bandgap materiály bandgap energie 1,09, 0,88 a 0,47 eV pro π-SiS, π-SiSe, a π-SiTe v tomto pořadí. Tato nová třída monochalcogenides bylo zjištěno, bohatý na několik zajímavých vlastností, jako je velké hustoty stavů kolem Fermiho úrovni, relativně ploché valence a pásma vodivosti hran a těžších mas nosičů náboje. Výsledkem je, že bylo pozorováno vysoké absorbance světla (~106 / cm) ve viditelné a spodní ultrafialové (UV) oblasti. Podobně, vhodné optické odrazivosti ve vyšší UV oblasti bylo zaznamenáno, které poukazuje na jejich potenciál pro použití jako ochrana proti UV záření. Tento článek se dále zabývá exciton vazebné energie, energie Plasmon je a nízko a vysokofrekvenční dielektrické konstanty těchto materiálů. Naše výsledky ukazují krychlových strukturované Simonochalcogenides jako termodynamicky stabilní a slibné materiály pro špičkové optoelektronických a fotovoltaické aplikace.