Etude des propriétés électroniques, mécaniques et optiques des cellules solaires à pérovskite

Abstract

Cette étude examine les propriétés structurales, optoélectroniques et élastiques des pérovs-kites inorganiques à halogénure métallique représentées par FrBX₃ (où B = Pb, Zr ; X = Br, Cl), en utilisant des calculs de première-principes fondés sur la théorie de la fonction-nelle de la densité (DFT). La stabilité structurale des composés est validée par l'optimisa-tion des propriétés du réseau et des énergies de formation favorables. Les simulations de la structure de bandes électroniques indiquent que les composés FrZnX₃ possèdent des gaps de bande directs, tandis que les composés FrPbX₃ présentent des gaps de bande indirects. Les valeurs des gaps de bande, calculées en utilisant la fonctionnelle GGA-PBE, dimi-nuent dans l'ordre suivant : FrPbCl₃ (2.237 eV), FrPbBr₃ (1.795 eV), FrZnCl₃ (1.185 eV) et FrZnBr₃ (0.057 eV), soulignant leur applicabilité dans les technologies photovoltaïques, en particulier pour la capture de l'énergie solaire. Les propriétés optiques, telles que les fonctions diélectriques, les coefficients d'absorption et les indices de réfraction, montrent une absorption significative dans le spectre visible, suggérant leur efficacité en tant que matériaux efficaces pour l'absorption de la lumière. Les propriétés mécaniques, évaluées par les constantes élastiques, le module de compression, le module de cisaillement et le coefficient de Poisson, valident la stabilité mécanique et la ductilité de tous les composés, car ils satisfont au critère de stabilité de Born.