Aller au contenu principal
Accès ouvert déclaré 2025 article

Computational Discovery of Novel Chalcogenide Perovskites YbMX3 (M = Zr, Hf; X = S, Se) for Optoelectronics

1Citations signalées, ce qui n’est pas une note de qualité
2Institutions déclarées
1Pays d’affiliation déclarés

Rattachement africain : cn. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Chalcogenide perovskites have shown great potential for photovoltaic applications. Most researchers have begun to pay close attention to the crystal synthesis, phase stability, and optoelectronic properties of chalcogenide perovskites AMX3 (A = Ca, Sr, Ba; M = Ti, Zr, Hf, Sn; X = S, Se). At present, the A-site metal cations are mainly limited to alkaline earth metal cations in the literature. The replacement of the alkaline earth metal cations by Yb2+ is proposed as an alternative for chalcogenide perovskites. In this study, the phase stability, and mechanical, electronic, optical, and photovoltaic properties of novel chalcogenides YbMX3 (M = Zr, Hf; X = S, Se) are theoretically evaluated in detail for the first time. It is mentioned that YbZrS3 and YbHfS3 are marginally thermodynamically stable while YbZrSe3 and YbHfSe3 exhibit superior phase stability against decomposition. Good mechanical and dynamical stability of these chalcogenide perovskites are verified, and they are all ductile materials. The accurate electronic structure calculations suggest that the predicted direct bandgap of YbMSe3 (M = Zr, Hf) is within 1.3–1.7 eV. Additionally, the small effective mass and low exciton binding energy of YbMSe3 (M = Zr, Hf) are favorable for their photovoltaic applications. However, YbZrS3 and YbHfS3 show larger direct band gaps with a change from 1.92 to 2.27 eV. The optical and photovoltaic properties of these compounds are thoroughly studied. In accordance with their band gaps, YbZrSe3 and YbHfSe3 are discovered to exhibit high visible-light absorption coefficients. The maximum conversion efficiency analysis shows that YbMSe3 (M = Zr, Hf) can achieve an excellent efficiency, especially for YbZrSe3, whose efficiency can reach ~32% in a film thickness of 1 μm. Overall, our study uncovers that YbZrSe3 is an ideal stable photovoltaic material with a high efficiency comparable to those of lead-based halide perovskites.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Computational Discovery of Novel Chalcogenide Perovskites YbMX3 (M = Zr, Hf; X = S, Se) for Optoelectronics
Date Crossref
26/03/2025
Éditeur
MDPI AG
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • Fujian Normal University pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Minjiang University pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • College of Materials Science and Engineering pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • College of Materials and Chemical Engineering pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Zhongpu Technology (Fuzhou) Co. pays non établi dans la notice
    Organisation à but non lucratif

Fujian Normal University, Minjiang University et College of Materials Science and Engineering, avec 2 autres affiliations.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

Les sujets associés

Perovskite Materials and ApplicationsChalcogenide Semiconductor Thin Films2D Materials and Applications

BNTIC News n’est pas le producteur de ces données. Les publications sont interrogées à la demande dans Crossref, OpenAIRE, DOAJ, Europe PMC, HAL, DataCite, AfricArXiv, ROR et la Banque mondiale, sans clé d’accès. OpenAlex reste optionnel. Aucun service payant n’est nécessaire et aucune donnée externe n’est enregistrée en base. Consulter les sources et leurs limites.