โครงการวิจัย 1.5: การคำนวณโครงสร้างผลึกและค่าการดูดกลืนแสงของสารเพอรอฟสไกต์ชนิด CsSnx Pb1-x I3

โครงการวิจัย 1.5: การคำนวณโครงสร้างผลึกและค่าการดูดกลืนแสงของสารเพอรอฟสไกต์ชนิด CsSn^x Pb^1-x I³

สารผสมอินทรีย์-อนินทรีย์ MAPbI³ (MA แทน CH³ NH³ cation) และสารอนินทรีย์ CsSnI³ หรือ CsPbI³ เพอรอฟสไกต์กำลังได้รับความสนใจเป็นอย่างมากเนื่องจากให้ค่าประสิทธิภาพเซลล์แสงอาทิตย์ที่สูงและมีกระบวนการผลิตที่ง่าย การผสมระหว่าง Sn และ Pb ในการสร้างฟิล์ม CH³ NH³ Pb^1-x Sn^x(I^1-y (Br,Cl)^y )³ และ CsSn^x Pb^1-x I³ ส่งผลให้คุณสมบัติทางกายภาพและทางแสงของฟิล์มเหล่านี้เปลี่ยนแปลงไปเป็นอย่างมาก จากงานการวิจัยของผู้วิจัยอื่นๆ พบว่าสารที่มีสูตร ABX³ (เมื่อ A คือ MA หรือ Cs, B คือ Sn หรือ Pb, และ X คือ I, Cl หรือ Br) มีโครงสร้างที่เป็นไปได้ 4 แบบ คือ α-, β- and γ-phase perovskite และ δ-phase (yellow-phase) non-perovskite ผลการทดลองเตรียมฟิล์ม CsSn^x Pb^1-x I³ จากสารละลาย CsI² , SnI² และ PbI² ของผู้วิจัยพบว่าได้โครงสร้างแบบ δ-phase เพื่ออธิบายการเกิด δ-phase ของ CsSn^x Pb^1-x I³ ที่อุณหภูมิห้อง โครงสร้าง δ-phase CsSn^x Pb^1-x I³ ถูกสร้างและทำการคำนวณด้วยกระบวนการ density functional theory ลักษณะแถบพลังงาน (band structure) ความหนาแน่นสถานะ (density of states and energy) และช่องว่างแถบพลังงาน (energy gap) ของ δ-phase CsSn^x Pb^1-x I³ ที่ความดันปกติและความดันสูงได้ถูกคำนวณเพื่อเปรียบเทียบกับผลการทดลอง นอกจากนั้นโครงสร้าง CH³ NH³ Pb^1-x Sn^x (I^1-y (Br,Cl)^y)³ ก็จะถูกจำลองและคำนวณด้วยกระบวนการ density functional theory เช่นเดียวกัน ลักษณะแถบพลังงาน (band structure) ความหนาแน่นสถานะ (density of states and energy) และแถบช่องว่างพลังงาน (energy gap) ของ CH³ NH³ Pb^1-x Sn^x (I^1-y (Br,Cl)^y)³ ก็จะถูกคำนวณเพื่ออธิบายผลการทดลองของฟิล์ม CH³ NH³ Pb^1-x Sn^x (I^1-y (Br,Cl)^y)³

หัวหน้าโครงการ: ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร. พรจักร ศรีพัชราวุธ¹⁾

นักวิจัยสมทบ: รศ. ดร. วิทยา อมรกิจบำรุง¹⁾, ผศ. ดร. สมัคร์ พิมานแพง²⁾, ผศ. ดร. ไพโรจน์ มูลตระกูล¹⁾

หน่วยงานต้นสังกัด: 1) ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น, 2) ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ