摘要。金属卤化物钙钛矿材料在钙钛矿太阳能电池和发光二极管中迅速前进,这是由于其优质的光电特性。钙钛矿光电设备的结构包括钙钛矿活动层,电子传输层和孔传输层。这表明优化过程随着复杂的化学结晶过程和复杂的物理机制之间的复杂相互作用而展开。钙钛矿光电学中的传统研究主要取决于试验和错误实验,这是一种效率较低的方法。最近,机器学习的出现(ML)已大大简化了优化过程。由于其强大的数据处理能力,ML在发现潜在模式和做出预测方面具有显着优势。更重要的是,ML可以揭示数据中的潜在模式并阐明复杂的设备机制,从而在增强设备性能中起关键作用。我们提出了将ML应用于Perovskite光电设备的最新进步,涵盖了钙钛矿活动层,传输层,接口工程和机制。此外,它还为未来的发展提供了预期的前景。我们认为,ML的深层整合将大大加快钙钛矿光电设备性能的全面增强。
perovskites,特别是CSPBX 3(X = F,Cl,Br,I),正在引起人们的注意,因为它们的显着光电特征,适用于诸如太阳能电池,LED和光电探测器之类的应用。利用密度功能理论(DFT),本研究探讨了CSPBX 3的电子,机械和光学性能。CSPBI 3和CSPBBR 3具有较大的带隙和出色的光学特征的理想电子特征,使其最适合太阳能电池和LED。CSPBF 3对于出色的机械性能而突出,非常适合闪烁体等应用。总体而言,电子和光学方面的CSPBI 3和CSPBBR 3 Excel Excel,而CSPBF 3在机械上是强大的。(收到2024年1月12日; 2024年8月14日接受)关键字:DFT,状态密度,光学性质,弹性属性1。简介钙钛矿是与矿物钙钛矿共有特定晶体结构的材料类别,它具有通用的式ABX 3,并包含阳离子A和B以及阴离子X [1] - [5]。由于它们在各种技术中的潜在用途,例如太阳能电池[6] - [9],发光二极管LED [10],Lasers [11],光电探测器[12],储能设备[13]和传感设备[14] perovskites最近引起了很多关注。尤其是钙钛矿太阳能电池已经看到了惊人的效率进步,并有可能替代常规的基于硅的太阳能电池作为低成本和有效的选择[15]。由钙钛矿制成的材料具有某些特征,使它们非常适合这些用途[16]。,由于其高吸收系数,它们可以吸收大量的光,并具有相对较少的材料层[17]。此外,由于它们的高电荷载体迁移率[18],它们可以适应各种应用,从而促进了快速电荷转移[19],并且能够通过改变材料的组成[20]来控制其带隙。钙钛矿太阳能电池的高功率转换效率和廉价的制造方法帮助他们迅速将自己确立为最有希望的下一代太阳能技术之一[21]。
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摘要近年来,将二维MXENE与钙钛矿太阳能电池掺入引起了很多关注。mxenes由于其表面终止功能组T X而显示出独特的电气功能。此外,将这种材料纳入钙钛矿太阳能电池已导致效率提高并提高了光电性能。在目前的工作中,使用comsol多物理学来模拟由电子传输层(ETL)组成的掺杂的钙钛矿太阳能电池,由钙钛矿(MAPBI 3)和MXENE(TI 3 C 2 T X)和带有配置ETL/ MAPBI 3 + MX的吸收层(MAPBI 3)和孔传输层(HTL)和孔传输层(HTL)。用于材料,将TIO 2(120 nm)用作ETL,并将螺旋形(140 nm)用作HTL。对吸收层(MAPBI 3 + MXENE)的厚度和浓度的影响进行了彻底研究以提高其效率。然后使用理想的厚度和掺杂浓度的理想变化来告知最佳太阳能电池结构的设计,该结构的最大效率为19.87%,填充系数为0.57,开路电压(V OC)为1.10V,短路电流电流密度(J SC)为31.97 mA/cm/cm 2。据我们所知,这是Comsol多物理学首次用于模拟用2D Ti 3 C 2 T X MXENE掺杂的钙钛矿太阳能电池。因此,结果给出了有意义的指导和洞察力,并深入研究了掺杂的钙岩太阳能电池的制造和进一步研究。关键字:Perovskite,mxene,comsol,仿真。
混合有机 - 无机卤化物钙钛矿的太阳能电池近年来引起了人们的兴趣,这是由于其对限制和空间应用的潜力。对接口的分析对于预测设备行为和优化设备体系结构至关重要。研究掩埋界面的最先进的工具本质上具有破坏性,并且可能导致进一步的退化。离子束技术,例如Rutherford反向散射光谱法(RBS),是一种有用的非破坏性方法,用于探测多层钙钛矿太阳能电池(PSC)的元素深度谱以及研究各个接口跨接口物种的各种元素之间的相互膨胀。此外,PSC正在成为空间光伏应用的可行候选者,研究其辐射诱导的降解至关重要。RB可以同时利用它们在空间轨道中的存在,分析设备上He + Beam引起的辐射效应。在当前工作中,使用2 meV He +梁来探测具有构建玻璃 /ito /ito /iTO /sno 2 /cs 0.05(MA 0.17 fa 0.83)0.95 pb(I 0.83 BR 0.17)3 /sipo-houso-houso-obso-soptAd /moo 3 /moo 3 /au。在分析过程中,设备活性区域暴露于高达1.62×10 15 He + /cm 2的辐射,但尚未观察到梁诱导的离子迁移的可测量证据(深度分辨率约为1 nm),暗示PSC的高放射耐受性。另一方面,年龄的PSC在设备的活动区域中表现出各种元素物种的运动,例如Au,Pb,in,Sn,Br和I,在RBS的帮助下进行了量化。
复合半导体在用于在光子源的实验室和梁条中的X射线像素探测器的生产中起着重要作用。在过去的几十年中,这些检测器的性能一直在不断提高,但实验仍然受到检测器材料的特性的限制,尤其是在高弹力照明下。钙钛矿晶体的快速发展为新材料用作高度有效的X射线像素探测器的可能性。到目前为止,已发表的数据(传输性能)证明了钙钛矿半导体的巨大潜力。所达到的值与基于CDTE的检测器的值相当。本文介绍了潜在的基于钙钛矿的检测器材料,并将其与最先进的基于CDTE的检测器进行比较。钙钛矿半导体的观点对于生产大面积X射线探测器有希望,但仍然存在一些挑战。
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X射线成像是一种利用X射线的技术,可以通过平面X射线探测器揭示物质的内部结构,具有明显的先进的科学研究和现代社会。通常,间接平面X射线检测器通过闪烁器将X射线转换为可见的光子,而直接平面X射线检测器将X射线转换为通过半导体转换为电荷载体。随着对X射线成像应用的不断增长的需求,达到较低的辐射剂量和较高的空间分辨率是下一代平面X射线探测器的主要目标。尤其是,直接平面X射线探测器具有高空间分辨率,因为电荷载体沿着电场移动,几乎没有信号串扰,这对于此野心是最佳的。然而,对符合X射线检测的所有先决条件的出色半导体的追求,并且可以很容易地与Planar X射线检测器的读取电子设备集成在一起仍然是一项极具挑战性的努力。
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深层的下次波长激光器(或纳米剂)高度要求在纳米级的紧凑芯片上生物成像和感测。在可见范围内,所有三个维度短的单粒子纳米仪的开发的主要障碍之一是高激光阈值和由此产生的过热。在这里,我们在Cuboid CSPBBR 3纳米颗粒中阐述激子 - 孔子凝结和镜像MIE模式,以在其超小为0.53μm的可见波长下从其超小为0.53μm的可见波长(从其超小为0.53μm)(≈0.007μm3或≈λ3 /20 /20)实现。通过直接构造具有相似材料参数的相应的一维和二维波引物系统,证明了来自所有三个维度的纳米腔的极化性质。这种深层的亚波长纳米震剂不仅是由激子结合能的高值(≈35meV),re骨指数(低温下的2.5)和CSPBBR 3的发光量子产率,而且还通过对MIE弥补的优化而通过质量取得了良好的量子的优化。此外,最佳激光条件的关键参数是CSPBBR 3中的自由光谱范围和声子频谱,该光谱控制了极化子凝结路径。这种化学合成的胶体CSPBBR 3纳米酶可能会在任意表面上放置,这使它们成为与各种芯片系统集成的多功能工具。