Study on bandgap tuning of organometal halide perovskite

Shokri, Amirmasoud and Sattari, Farhad and Mirershadi, Mirershadi and Azizian-Kalandaragh, Yashar (2017) Study on bandgap tuning of organometal halide perovskite. Masters thesis, University of Mohaghegh Ardabili.

[img]
Preview
Text (مطالعه تنظیم گاف انرژی ساختار پروسکایتی آلی-معدنی)
Amirmasoud Shokri.pdf

Download (735kB) | Preview
Official URL: http://www.uma.ac.ir

Abstract

Solar cells made from hybrid perovskite semiconductors have seen an unprecedented rise in efficiency over the past few years, now reaching efficiency values close to the best silicon solar cells. However, the understanding as to why these materials perform so efficiently is lacking behind the device progress. According to the recent remarkable developments of lead halide perovskite solar cells, investigation of the optical and electronical properties of perovskite structures seems to be necessary. In this thesis, firstly Organic–inorganic CH3NH3PbX3 perovskite hybrids with X= Cl, Br and I are prepared by solution chemistry method. The effect of halogen atom on the electronical properties in this structure is studied experimentally. Our study concludes that the band gap energy can be tuned by varying the halogen atoms. Thus we believe that our studies will be beneficial for the fabrication of electronic and optical devises. Conventional semiconductors show either strong absorption and short charge carrier lifetime (direct bandgap semiconductors), or weak absorption and long lifetimes (indirect bandgap). Hybrid perovskites seem to offer both strong absorption and long lifetime, which is very convenient for solar cell operation. We show that the indirect bandgap appears at high pressure (1.2 GPa) in CH3NH3PbCl3 perovskite, and the bandgap increases with increasing pressure. We also show that the direct bandgap appears at high pressure (1.2 GPa) in CH3NH3PbBr3 perovskite, and the bandgap dicreases by increasing pressure. Inadition, CH3NH3PbI3 perovskite shows direct bandgap and the value of the bandgap decreases by incraeasing the pressure and reaches minmum at P=0.11GPa, and then is robust with further rise of pressure.

Item Type: Thesis (Masters)
Persian Title: مطالعه تنظیم گاف انرژی ساختار پروسکایتی آلی-معدنی
Persian Abstract: در سال¬های اخیر بهره سلول¬های خورشیدی بر پایه نیمرساناهای پروسکایتی، رشد چشمگیری را نشان داده است، که بسیار نزدیک به بهره سلول¬های خورشیدی سیلیکونی است. اما دلیل پیشرفت این ادوات نوری به طور واضح مشخص نیست. با توجه به اهمیت بکارگیری ساختارهای پروسکایتی در نسل جدید سلول¬های خورشیدی، مطالعه بر روی خواص الکترونیکی و اپتیکی این ساختارها ضروری به نظر می¬رسد. بنابراین در این پایان¬نامه ابتدا ساختار پروسکایتی آلی- معدنی CH3NH3PbX3 با هالوژن¬های مختلف Clو Br ،I X= سنتز شده و سپس تاثیر نوع هالوژن در ساختار مذکور بر روی خواص الکترونیکی آنها به طور تجربی مطالعه شده است. نتایج بدست آمده نشان می¬دهد که با تغییر نوع هالوژن، به راحتی گاف انرژی این ساختارها را می¬توان کنترل کرد. از اینرو امید می¬رود که بتوان از این ساختارها در ادوات الکترونیکی و اپتیکی بهره برد. می¬دانیم نیمرساناهای مرسوم دارای جذب و طول عمر بالای حامل¬ها در حالت باند گاف مستقیم، یا جذب و طول عمر پایین حامل¬ها در حالت باندگاف غیرمستقیم هستند. پروسکایت¬های هیبریدی به دلیل جذب و طول عمر بالای حامل¬ها، کارایی خوبی را از خود نشان می¬دهند. در این پایان¬نامه نشان دادیم که در ساختار پروسکایتی CH3NH3PbCl3 ،گاف انرژی غیرمستقیم در فشارهای بالا، در حدود (GPa 2/1) ظاهر می‌شود و این گاف انرژی با افزایش فشار، افزایش می¬یابد. همچنین در ساختار پروسکایتی CH3NH3PbBr3 باند گاف مستقیم در فشارهای بالا (GPa 2/1) ظاهر می¬شود و این گاف انرژی با افزایش فشار کاهش می¬یابد. علاوه بر این گاف انرژی ساختار پروسکایتی CH3NH3PbI3 ، با افزایش فشار، کاهش یافته و در فشار GPa 11/0 به کمترین مقدار خود می¬رسد و در ادامه با افزایش فشار، تغییر چندانی نمی‌کند.
Supervisor:
SupervisorE-mail
Sattari, FarhadUNSPECIFIED
Mirershadi, SoghraUNSPECIFIED
Advisor:
AdvisorE-mail
Azizian-Kalandaragh, YasharUNSPECIFIED
Subjects: Faculty of Basic Sciences > Department of Physics
Divisions > Faculty of Basic Sciences > Department of Physics
Divisions: Subjects > Faculty of Basic Sciences > Department of Physics
Faculty of Basic Sciences > Department of Physics
Date Deposited: 28 Sep 2018 11:46
Last Modified: 15 Dec 2018 16:56
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/84

Actions (login required)

View Item View Item