无铅Cs2CuBiCl6钙钛矿太阳能电池的设计与优化：基于DFT和SCAPS-1D的光电与光伏特性研究

本文推荐：本研究通过密度泛函理论（DFT）和SCAPS-1D模拟，系统分析了无铅双钙钛矿Cs2CuBiCl6的结构稳定性（间接带隙0.958 eV/2.04 eV）、光学特性（紫外吸收峰16.9 eV）及热力学性能，并筛选出Ni/Ws2/Cs2CuBiCl6/CdTe/ITO最优器件结构（PCE达26.05%），为环保型光伏材料开发提供新思路。

　　

Highlight

本研究结合DFT与SCAPS-1D模拟，首次全面解析Cs₂CuBiCl₆双钙钛矿的光电与光伏性能。

DFT-Based First-Principles Calculations of Cs₂CuBiCl₆ Absorber

基于CASTEP代码框架的密度泛函理论（DFT）计算显示，采用GGA-PBE和HSE06泛函分别测得Cs₂CuBiCl₆间接带隙为0.958 eV和2.04 eV，证实其半导体特性。

Structural properties and dynamical stability

晶体结构分析表明，Cs₂CuBiCl₆呈立方双钙钛矿结构（空间群Fm-3m），声子色散曲线验证其动力学稳定性。光学特性显示其在16.9 eV处具有强紫外吸收峰，且随光子能量增至3.42 eV吸收增强，凸显太阳能应用潜力。

Conclusion

DFT与SCAPS-1D协同分析证实，Cs₂CuBiCl₆兼具稳定结构和优异光电性能，最优器件配置实现26.05%转换效率，为无铅光伏材料开辟新路径。