h. milani moghaddam
-
ترابرد فونونی پرووسکیت های هالیدی 3CsCaCl و 3CsCaBr به منظور شناسایی کاربردهای بالقوه آن ها در زمینه های مختلفی از جمله خنک سازی و گرمابرقی بررسی شدند. مطالعات اصول اولیه مواد در فاز مکعبی شان در تقریب شیب تعمیم یافته انجام شد. مرتبه های دوم و سوم ثابت نیرو با رهیافت ابریافته و با کدهای فونوپای و فونو3پای برآورد شدند. ثابت شبکه مواد برابر oA 5/463 و 5/768 به ترتیب برای 3CsCaCl و 3CsCaBr به دست آمدند. از مقایسه چگالی ابر الکترونی و مشخصه های فونونی، اتم هالید هر دو ماده نقش مهمی در پراکندگی فونون ها دارد، اما اتم کلسیم نقش ناچیزی در برخوردها و سرعت گروه فونونی دارد. سرعت ترابرد فونونی دو ماده در بسامدهای میانی (بین 2 الی 4 تراهرتز)، حدود 5000، 3000 متر بر ثانیه و عمر فونونی آن ها در قله برخوردها برابر 0/2 و 0/1 پیکوثانیه به ترتیب برای 3CsCaCl و 3CsCaBr به دست آمد. ماده 3CsCaCl به علت داشتن ترابرد فونونی بیش تری در تقریبا همه بازه های بسامدی و با اختلاف 2000 متر بر ثانیه در بازه های میانی بسامدی، پیش بینی می شود در کاربردهای مورد نیاز برای رسانندگی صوتی و گرمایی بالاتر موثر باشد. این در حالی است که ماده 3CsCaBr به دلیل حرکت لرزشی و برخوردهای فونونی مهمی که اتم سزیم در قفسه 6CaBr دارد، انتظار می رود در زمینه گرمابرقی مفید واقع شود.
کلید واژگان: پرووسکایت, ترابرد فونونی, سرعت گروه فونونی, پراکندگی فونونی, عمر فونونیPhonon transport of CsCaBr3 and CsCaCl3 halide perovskites was investigated to identify their potential applications in various fields including cooling and thermoelectric. Ab-initio studies of these materials were performed in their cubic phase in generalized gradient approximation. Second and third order force constants were calculated with supercell approach and phonopy and phono3py packages. Lattice constant was obtained 5.463 and 5.768 the for CsCaCl3 and CsCaBr3 respectively. From a comparison of electron density and phonon properties, it was found that the halide atom in both compounds plays an important role in phonons’ propagation, while calcium atom has a negligible role in phonon scattering and phonon group velocity. Phonon velocities of both materials at intermediate frequencies (between 2 and 4 THz) are 5000 and 3000 m/s, and their phononic lifetime is 0.2 and 0.1 ps, for CsCaCl3 and CsCaBr3, respectively. Due to the higher phonon transport of CsCaCl3 in almost frequency and with a difference of 2000 m/s in the middle frequency range, it is predicted to be more effective in applications requiring higher acoustic and thermal conductivity. However, CsCaBr3 is expected to be useful in thermoelectric applications owning to rattling motion and consequently higher phonon scattering of Cs atom in CaBr6 cages.
Keywords: Perovskite, Phononic transport, Phonon group velocity, Phonon scattering, Phonon lifetime -
پروسکیت های هالیدی بازدهی بسیار بالایی در یاخته های خورشیدی دارند، اما دگرگونی ساختار در اثر تغییر دمای سطح که به دلیل تجمع گرمایی تابش های خورشیدی است، از مهم ترین نقاط ضعف آن هاست. تحلیل ساختار و ترابرد گرمایی می تواند در افزایش بازدهی مفید باشد. در این مقاله خواص مکانیکی، صوتی و گرمایی پروسکیت های CsPbI3 و CsPbBr3 در حالت مکعبی شکل با استفاده از نظریه تابعی چگالی، در تقریب شیب تعمیم یافته (PBE-GGA) بررسی شدند. ثابت های کشسانی با استفاده از روش تنش کرنش به دست آمدند. با استفاده از ثابت های کشسانی، پایداری مکانیکی، ناهمسانگردی، ضرایب کشسانی، دمای دبای و سرعت انتشار صدا در بلور بررسی شدند. دو ماده علی رغم داشتن پایداری در شرایط ایستا به دلیل ناهمسانگردی بالا (حدود 2/9) در کاربردهای صنعتی امکان ناپایداری دارند. CsPbBr3 نسبت به CsPbI3 با داشتن دمای دبای120 و 101 کلوین و سرعت انتشار صدای 1774 و 1587 متر بر ثانیه علاوه بر پیوندهای قوی تری بین عناصر سازنده دارای ترابرد فونونی بالاتری نیز هست. رسانندگی گرمایی با استفاده از الگوی اسلک مورد بررسی قرار گرفت که برای CsPbBr3 و CsPbI3 به ترتیب برابر با W/mK 0/394 و 0/274 به دست آمد. رسانندگی گرمایی بالاتر ماده CsPbBr3 به دلیل تجمع گرمایی کم تر روی سطح، می تواند این ماده را به گزینه مناسب تر کاربرد در یاخته های خورشیدی معرفی کند.
کلید واژگان: پروسکیت, سرعت صدا, رسانندگی گرمایی, ناهمسانگردیHalide Perovskites have great energy conversion efficiency, but their structural degradation due to change in surface temperature arise from heat accumulation of solar radiation is one of their most important drawbacks. Analysis of structure and thermal transport can be useful in increasing their efficiency. in this paper mechanical, acoustical and thermal properties of CsPbI3 and CsPbBr3 in cubic phase were studied using density functional theory with PBE-GGA approximation. Elastic constants obtained with stress-strain methodology. Using elastic constants, mechanical stability, anisotropy, elastic coefficients, Debye temperature and various sound propagation modes in the materials investigated. Despite mechanical stability in static conditions, the existence of high anisotropy (~2.9) in these perovskites revealed that, they may become unstable in commercial applications. CsPbBr3 compared to CsPbI3 due to higher Debye temperature (120 and 101 K) and more speed of sound propagation (1774 and 1587 m/s), has stronger bonds between the components, in addition to, having higher phonon transport. Thermal conductivity was investigated using the Slack model, which obtained 0.349 and 0.274 W mK/s for CsPbI3 and CsPbBr3, respectively. Higher thermal conductivity of CsPbBr3 leads to less heat accumulation on the surface, so it can be introduce as better choice for use in solar cell applications.
Keywords: Perovskite, Sound velocity, Thermal conductivity, Anisortopic
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.