بررسي خواص مكانيكي، گرمايي و صوتي تركيبات CsPbX3 (X=Br, I) با استفاده از روش نظريه تابعي چگالي

پروسكيت‌هاي هاليدي بازدهي بسيار بالايي در ياخته‌هاي خورشيدي دارند، اما دگرگوني ساختار در اثر تغيير دماي سطح كه به‌دليل تجمع گرمايي تابش‌هاي خورشيدي است، از مهم‌ترين نقاط ضعف آن‌هاست. تحليل ساختار و ترابرد گرمايي مي‌تواند در افزايش بازدهي مفيد باشد. در اين مقاله خواص مكانيكي، صوتي و گرمايي پروسكيت‌هاي CsPbI3 و CsPbBr3 در حالت مكعبي‌ شكل با استفاده از نظريه تابعي چگالي، در تقريب شيب تعميم‌يافته (PBEGGA) بررسي شدند. ثابت‌هاي كشساني با استفاده از روش تنش‌كرنش به‌دست آمدند. با استفاده از ثابت‌هاي كشساني، پايداري مكانيكي، ناهمسانگردي، ضرايب كشساني، دماي دِباي و سرعت انتشار صدا در بلور بررسي شدند. دو ماده علي‌رغم داشتن پايداري در شرايط ايستا به‌دليل ناهمسانگردي بالا (حدود 2/9) در كاربردهاي صنعتي امكان ناپايداري دارند. CsPbBr3 نسبت به CsPbI3 با داشتن دماي دِباي120 و 101 كلوين و سرعت انتشار صداي 1774 و 1587 متر بر ثانيه علاوه بر پيوندهاي قوي‌تري بين عناصر سازنده داراي ترابرد فونوني بالاتري نيز هست. رسانندگي گرمايي با استفاده از الگوي اِسلك مورد بررسي قرار گرفت كه براي CsPbBr3 و CsPbI3 به‌ترتيب برابر با W/mK 0/394 و 0/274 به‌دست آمد. رسانندگي گرمايي بالاتر ماده CsPbBr3 به‌دليل تجمع گرمايي كم‌تر روي سطح، مي‌تواند اين ماده را به گزينه مناسب‌تر كاربرد در ياخته‌هاي خورشيدي معرفي كند.